操作系统大作业--Linux文件管理系统

华南理工大学软件学院2013级操作系统大作业实验报告

课程名称：操作系统

任课老师：

作业题目：简单二级文件系统

班级：

学生姓名：

学号：

目录

一、实验目的

通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

二、实验环境

操作系统：Ubuntu 12.04 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 编译器： gcc 4.6.3

语言：C语言

三、实验内容

FMSV1.0系统模拟了原生的文件系统，使用文本来当作磁盘，并使用了空闲块记录表，目录，i-node等数据结构来辅助文件系统的运作。

磁盘：一个名为blockDisk的文件，里面含有256个数据块。每个数据块的长度为1024，可存储1024个字符。

I节点：包含文件名，文件保护码，文件长度，文件存放位置。

目录：一个链表，记录了i节点。

空闲块记录表FBT：用于记录磁盘块使用情况，0表示未使用，1表示使用。

数据块：保存了文件的数据，一个数据块至多存放一个文件。

数据块使用情况：用于记录文件使用数据块的情况。存放在I 节点的fat数组中。

文件：一个文件最多占用两个数据块，即长度至多为4028.

FMSV1.0系统支持的命令行：

login：登录

register：注册

open：打开文件

read：读取文件数据到屏幕

write：写文件，分为cover和append两种类型;cover是覆盖原数据，append是在不改变原始数据的基础上进行增加。

close：关闭文件

create：新增文件

delete：删除文件

exit：退出程序

help：帮助

四、程序中使用的数据结构及符号说明

/*---------------结构定义-----------------*/

/*---------用户--------*/

typedef struct user

{

char account[15]; //账户最长为10

char password[15]; //密码最长为10,多出来的是为了方便运算

}user;

/*--------数据节点--------*/

typedef struct datanode //用于记录文件数据保存在哪个数据块的哪个范围

{

int num; //数据块号

int begin; //数据开始位置

int end; //数据结束位置

}datanode;

/*-------i节点--------*/

typedef struct inode

{

Char filename[30];

Int num;

char code[30]; //保护码

int size;

datanode fat[MAX_DATANODE_NUM];

int node _num;

}inode;

typedef struct dirEntry //用链表来记录I节点

{

inode ind;

struct dirEntry *next;

}dirEntry;

/*-------数据块--------*/

typedef struct block

{

char content[MAX_BLOCK_SIZE]; //数据块内容最大长度为1025,预留最后一位用来存储’\0’,

int num;

int offset; //记录当前数据的数量}block;

五、源程序及注释

head.h头文件

#include

#include

#include

#include

#define MAX_BLOCKS_NUM 256 //最大数据块数量是256，则数据块总大小是256KB

#define MAX_BLOCK_SIZE 1025 //数据块数据容量,一

个数据块的大小是1KB,最有1位用来存储'\0',表示字符串结尾！#define MAX_DATANODE_NUM 2 //每个文件最多占用的数据块的数量

#define MAX_INODE_NUM 512 //i节点的最大数目，亦即系统允许容纳文件的最大数量

#define MAX_CACHE_NUM 32 //允许缓存的最大数据块数量为32个数据块，缓存为32KB

/*---------------结构定义-----------------*/

/*---------用户--------*/

typedef struct user

{

char account[15]; //账户最长为10

char password[15]; //密码最长为10,多出来的是为了方便运算

}user;

/*--------数据节点--------*/

typedef struct datanode //用于记录文件数据保存在哪个数据块的哪个范围

{

int num; //数据块号

int begin; //数据开始位置

int end; //数据结束位置

}datanode;

/*-------i节点--------*/

typedef struct inode

{

char filename[30];

int num;

char code[30]; //保护码

int size;

datanode fat[MAX_DATANODE_NUM];

int node_num;

}inode;

typedef struct dirEntry //用链表来记录I节点

{

inode ind;

struct dirEntry *next;

}dirEntry;

/*-------数据块--------*/

typedef struct block

{

char content[MAX_BLOCK_SIZE]; //数据块内容最大长度为1024

int num;

bool isRevised; //用于记录数据块是否进行数据修改

int offset; //记录当前数据的数量

}block;

/*-------------定义全局变量-------------------*/

int islogin = 0; //0 means the

char blockspath[30] = "userdata/blocksDISK.disk"; // 所有数据(即虚拟磁盘)地址

char userspath[30] = "userdata/https://www.360docs.net/doc/cc10020485.html,";

static user currUser; //当前用户

static dirEntry *DIR;

static int curr_inode_num = 0; //当前i节点数量，亦即文件数量

static block *cache;

int max_node = 0; //最大的inode编号

static int FBT[MAX_BLOCKS_NUM];

static char *dirpath;

static char fbtpath[30] = "userdata/FBT.disk";

static dirEntry* selectEntry; //当selectEntry==NULL时，证明没有打开文件

static dirEntry* currEntry;

//命令行

static char cm_help[10] = "help";

static char cm_lg[10] = "login";

static char cm_rg[10] = "register";

static char cm_dir[10] = "dir"; static char cm_create[10] = "create"; static char cm_delete[10] = "delete"; static char cm_open[10] = "open"; static char cm_read[10] = "read"; static char cm_write[10] = "write"; static char cm_close[10] = "close"; static char cm_exit[10] = "exit"; static char cm_cancle[10] = "cancle";

/*-------------函数声明---------------*/ void createStyle(int,char);

void createWrap(int);

int createSystem();

int diskUpdate(block);

void start();

void getUser();

int login();

int regist();

char lgOrRg();

void createBlocksDisk();

FILE* createDir();

void initDir(char *);

int getAction();

void initFBT(); //初始化数据空闲块记录表int getCode();

int getFreeBlock(bool);

void saveDir();

void saveBlock(block bk);

void saveFBT();

int createHelp(char *filename);

dirEntry* delHelp(char *filename);

void createDataDir();

//响应指令的函数

int LgRg(); //登录或注册

void help();

void dir();

void create();

void del();

void open();

void close();

void read();

void write();

void coverHelp();

void appendHelp();

//Linux doesn't support the function strcmpi, so I need to finish it by myself.

int strcmpi(char *p1, char *p2)

{

if(strlen(p1)!=strlen(p2))

{

return -1;

}

int i;

for(i=0; i

{

if(p1[i]!=p2[i])

{

return -1;

}

}

return 0;

}

void createDataDir()

{

char *datapath = "userdata";

printf("No dataDir !\nNow create it ...\n");

if(mkdir(datapath,0777))

{

printf("Can not create DataDir ...\nPlease contact QQ878631510 for help...\nCrtl+C to exit.\n");

while(1);

}

printf("Succeed creating dataDir !\n");

}

void showInode(inode ind)

printf("num: %d\n",ind.num);

printf("filename: %s\n",ind.filename); printf("size: %d\n",ind.size);

}

//界面美化函数

void createStyle(int num, char style) {

while(num--)

{

printf("%c", style);

}

}

void createWrap(int n)

{

while(n--)

{

printf("\n");

}

}

//辅助函数

char lgOrRg()

{

while(1)

{

char com[10];

printf("[login] or [register]: ");

scanf("%s",com);

if(!strcmpi(com,cm_lg))

{

return 'l';

}

if(!strcmp(com, cm_rg))

{

return 'r';

}

}

}

void help()

{

printf("欢迎您使用FMS文件系统模拟系统V1.0"); printf("以下是本系统支持的指令:\n");

printf("exit : 退出\n");

printf("help : 帮助\n");

printf("dir : 查看目录中的所有文件\n");

printf("create : 新建文件\n");

printf("delete : 删除文件\n");

printf("open : 打开文件\n");

printf("read : 读文件（必须先打开文件）\n"); printf("write : 写文件（必须先打开文件）\n"); printf("close : 关闭文件\n");

}

void createBlocksDisk()

{

//初始化磁盘块

FILE* fp = fopen(blockspath, "w");

if(fp==NULL)

{

printf("Can not create Disk !\nCtrl+C to quit\n");

while(1);

}

else

{

int i, j;

for(i=0; i

{

for(j=0; j

{

fputc('$',fp);

}

}

fclose(fp);

}

FILE *p = fopen(fbtpath, "w");

if(p==NULL)

{

printf("FBT Created ERROR !\n");

while(1);

}

else

{

int i;

for(i = 0; i

{

FBT[i] = 0;

fprintf(p," %d",0);

}

fclose(p);

}

}

dirEntry* isInDir(char *filename)

{

int i;

dirEntry *pt = DIR;

while(pt!=NULL)

{

if(!strcmpi(pt->ind.filename, filename))

{

return pt;

}

pt = pt->next;

}

return NULL;

}

dirEntry* delHelp(char* filename)

{

dirEntry* res = DIR;

if(res==NULL)

{

printf("No files !\n");

return res;

}

if(res->next==NULL)

{

if(!strcmpi(res->ind.filename,filename))

{

DIR = NULL;

currEntry=NULL;

printf("删除成功!\n");

return res;

}

else

{

return NULL;