操作系统文件管理系统模拟实验

文件管理系统模拟

1.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

2.实验内容

为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点：

（1）可以实现下列几条命令（至少4条）

login 用户登录

dir 列文件目录

create 创建文件

delete 删除文件

open 打开文件

close 关闭文件

read 读文件

write 写文件

（2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度；

（3）源文件可以进行读写保护。

3.实验提示

（1）首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。

（2）用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。入file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。

4.源代码

#include

#include

#include

#define MEM_D_SIZE 1024*1024 //总磁盘空间为1M

#define DISKSIZE 1024

//磁盘块的大小1K

#define DISK_NUM 1024 //磁盘块数目1K

#define FATSIZE

DISK_NUM*sizeof(struct fatitem) //FAT表大小

#define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1

//根目录起始盘块号

#define ROOT_DISK_SIZE sizeof(struct direct) //根

目录大小

#define DIR_MAXSIZE 1024

//路径最大长度为1KB

#define MSD 5

//最大子目录数5

#define MOFN 5

//最大文件深度为5

#define MAX_WRITE 1024*128

//最大写入文字长度128KB

struct fatitem /* size 8*/

{

int item; /*存放文件下一个磁盘的指针*/

char em_disk; /*磁盘块是否空闲标志位 0 空闲*/

};

struct direct

{

/*-----文件控制快信息-----*/

struct FCB

{

char name[9]; /*文件/目录名 8位*/

char property; /*属性1位目录 0位普通文件*/

int size; /*文件/目录字节数、盘块数)*/

int firstdisk; /*文件/目录起始盘块号*/

int next; /*子目录起始盘块号*/

int sign; /*1是根目录 0不是根目录*/

}directitem[MSD+2];

};

struct opentable

{

struct openttableitem

{

char name[9]; /*文件名*/

int firstdisk; /*起始盘块号*/

int size; /*文件的大小*/

}openitem[MOFN];

int cur_size; /*当前打文件的数目*/

};

struct fatitem *fat; /*FAT 表*/

struct direct *root; /*根目录*/ struct direct *cur_dir; /*当前目录*/

struct opentable u_opentable; /*文件打开表*/

int fd=-1; /*文件打开表的序号*/

char *bufferdir; /*记录当前路径的名称*/

char *fdisk; /*虚拟磁盘起始地址*/

void initfile();

void format();

void enter();

void halt();

int create(char *name);

int open(char *name);

int close(char *name);

int write(int fd,char *buf,int len);

int read(int fd,char *buf);

int del(char *name);

int mkdir(char *name);

int rmdir(char *name);

void dir();

int cd(char *name);

void print();

void show();

void initfile()

{

fdisk = (char *)malloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char) ); /*申请 1M空间*/

format();

}

void format()

{

int i;

FILE *fp;

fat = (struct fatitem *)(fdisk+DISKSIZE); /*计算FAT表

地址，引导区向后偏移 1k)*/

/*-----初始化FAT表

------------*/

fat[0].item=-1; /*引导块

*/

fat[0].em_disk='1';

for(i=1;i

i++) /*存放 FAT表的磁盘块号*/

{

fat[i].item=i+1;

fat[i].em_disk='1';

}

fat[ROOT_DISK_NO].item=-1; /*存放根目录的磁盘块号*/

fat[ROOT_DISK_NO].em_disk

='1';

for(i=ROOT_DISK_NO+1;i

SK_NUM;i++)

{

fat[i].item = -1;

fat[i].em_disk = '0';

}

/*-----------------------

------------------------*/

root = (struct direct *)(fdisk+DISKSIZE+FATSIZE); /*根目录的地址*/

/*初始化目录*/

/*---------指向当前目录的目录项---------*/

root->directitem[0].sign = 1;

root->directitem[0].first disk = ROOT_DISK_NO;

strcpy(root->directitem[0 ].name,".");

root->directitem[0].next = root->directitem[0].firstdisk;

root->directitem[0].prope rty = '1';

root->directitem[0].size = ROOT_DISK_SIZE;

/*-------指向上一级目录的目录项---------*/

root->directitem[1].sign = 1;

root->directitem[1].first disk = ROOT_DISK_NO;

strcpy(root->directitem[1 ].name,"..");

root->directitem[1].next = root->directitem[0].firstdisk;

root->directitem[1].prope rty = '1';

root->directitem[1].size = ROOT_DISK_SIZE;

if((fp = fopen("disk.dat","wb"))==NULL)

{

printf("Error:\n Cannot open file \n");

return;

}

for(i=2;i

{

root->directitem[i].sign = 0;

root->directitem[i].firstdisk

= -1;

strcpy(root->directitem[i].na me,"");

root->directitem[i].next = -1;

root->directitem[i].property

= '0';

root->directitem[i].size = 0;

}

if((fp = fopen("disk.dat","wb"))==NULL)

{

printf("Error:\n

Cannot open file \n");

return;

}

if(fwrite(fdisk,MEM_D_SIZ

E,1,fp)!=1) /*把虚拟磁盘空间保存

到磁盘文件中*/

{

printf("Error:\n File write error! \n");

}

fclose(fp);

}

void enter()

{

FILE *fp;

int i;

fdisk = (char *)malloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char)

); /*申请 1M空间*/

if((fp=fopen("disk.dat"," rb"))==NULL)

{ printf("Error:\nCannot

open file\n");

return;

}

if(!fread(fdisk,MEM_D_SIZ

E,1,fp)) /*把磁盘文件disk.dat

读入虚拟磁盘空间(内存)*/

{

printf("Error:\nCannot

read file\n");

exit(0);

}

fat = (struct fatitem

*)(fdisk+DISKSIZE); /*找到FAT表

地址*/

root = (struct direct

*)(fdisk+DISKSIZE+FATSIZE);/*找

到根目录地址*/

fclose(fp);

/*--------------初始化用

户打开表------------------*/

for(i=0;i

{

strcpy(u_opentable.openitem[i

].name,"");

u_opentable.openitem[i].first

disk = -1;

u_opentable.openitem[i].size

= 0;

}

u_opentable.cur_size = 0;

cur_dir = root; /*当前目录为根

目录*/

bufferdir = (char

*)malloc(DIR_MAXSIZE*sizeof(char

));

strcpy(bufferdir,"Root:")

;

}

void halt() { FILE *fp; int i; if((fp=fopen("disk.dat","wb"))==NULL) { printf("Error:\nCannot open file\n"); return; } if(!fwrite(fdisk,MEM_D_SI ZE,1,fp)) /*把虚拟磁盘空间(内存)内容读入磁盘文件disk.dat */ { printf("Error:\nFile write error!\n"); } fclose(fp); free(fdisk); free(bufferdir); return; } int create(char *name) { int i,j; if(strlen(name)>8) /*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;jdirectite m[j].name,name)) break; } if(j

到第一个空闲子目录*/ {

if(cur_dir->directitem[i].fir stdisk==-1)

break; } if(i>=MSD+2) /*无空目录项*/ return(-2);

if(u_opentable.cur_size>=MOFN) /*打开文件太多*/

return(-3);

for(j=ROOT_DISK_NO+1;j

if(fat[j].em_disk=='0') break; }

if(j>=DISK_NUM) return(-5);

fat[j].em_disk = '1'; /*将空闲块置为已经分配*/

/*-----------填写目录项-----------------*/

strcpy(cur_dir->directitem[i].na me,name);

cur_dir->directitem[i].firstdisk = j;

cur_dir->directitem[i].size = 0;

cur_dir->directitem[i].next = j; cur_dir->directitem[i].property =

'0';

/*------------------------------

---*/

fd = open(name);

return 0;

}

int open(char *name)

{

int i, j;

for(i=2;i

{

if(!strcmp(cur_dir->directite

m[i].name,name))

break;

}

if(i>=MSD+2)

return(-1);

/*--------是文件还是目录-----------------------*/

if(cur_dir->directitem[i]

.property=='1')

return(-4);

/*--------文件是否打开-----------------------*/ for(j=0;j

{

if(!strcmp(u_opentable.openit em[j].name,name))

break;

}

if(j

return(-2); if(u_opentable.cur_size>=MOFN) /*文件打开太多*/

return(-3);

/*--------查找一个空闲用户打开表项-----------------------*/ for(j=0;j

{

if(u_opentable.openitem[j].fi rstdisk==-1)

break;

}

/*--------------填写表项的相关信息------------------------*/

u_opentable.openitem[j].firstdis k = cur_dir->directitem[i].firstdisk ;

strcpy(u_opentable.openitem[j].n ame,name);

u_opentable.openitem[j].size = cur_dir->directitem[i].size;

u_opentable.cur_size++;

/*----------返回用户打开表表项的序号--------------------------*/ return(j);

}

int close(char *name)

{

int i;

for(i=0;i

{

if(!strcmp(u_opentable.openit em[i].name,name))

break;

}

if(i>=MOFN)

return(-1);

/*-----------清空该文件的用户打开表项的内容---------------------*/

strcpy(u_opentable.openitem[i].n ame,"");

u_opentable.openitem[i].firstdis

k = -1;

u_opentable.openitem[i].size = 0;

u_opentable.cur_size--;

return 0;

}

int write(int fd, char *buf, int len)

{

char *first;

int item, i, j, k;

int ilen1, ilen2, modlen, temp;

/*----------用 $ 字符作为空格# 字符作为换行符-----------------------*/

char Space = 32;

char Endter= '\n';

for(i=0;i

{

if(buf[i] == '$')

buf[i] = Space;

else if(buf[i] == '#')

buf[i] = Endter;

}

/*----------读取用户打开表对应表项第一个盘块号-----------------------*/

item = u_opentable.openitem[fd].firstdi sk;

/*-------------找到当前目录所对应表项的序号-------------------------*/

for(i=2;i

{

if(cur_dir->directitem[i].fir stdisk==item)

break;

}

temp = i; /*-存放当前目录项的下标-*/

/*------找到的item 是该文件的最后一块磁盘块-------------------*/

while(fat[item].item!=-1)

{

item =fat[item].item; /*-查找该文件的下一盘块--*/

}

/*-----计算出该文件的最末地址-------*/

first = fdisk+item*DISKSIZE+u_opentable. openitem[fd].size%DISKSIZE;

/*-----如果最后磁盘块剩余的大小大于要写入的文件的大小-------*/

if(DISKSIZE-u_opentable.o penitem[fd].size%DISKSIZE>len)

{

strcpy(first,buf);