模拟文件系统的设计与实现参考模板

1、中北大学操作系统课程设计说 明 书学 院、系：软件学院专 业：软件工程学 生 姓 名：xxx学 号：xxx设 计 题 目：模拟文件系统的设计与实现起 迄 日 期:2015年12月28日- 2016年1月8日指 导 教 师:xxx 2016 年1月8日2 / 241 需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课

2、程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。2 总体设计 结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统。文件的创建： create 文件关闭：close 文件的打开：open文件的读：read 文件的写：write 文件关闭：close删除文件：delete 创建子目录：mkdir 删除子目录：rmdir列出文件目录：dir 退出：exit开 始系统执行流程图选择操作创建文件删除文件读文件写文件创建文件夹删除文件夹删除子目录显示当前子目录创建子目录更改目录 退出退出3 详细设计主

3、要数据结构：#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 MS

4、D 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 name9; /*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 firs

5、tdisk; /*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*/ directitemMSD+2; ; struct opentable struct openttableitem char name9; /*文件名*/ int firstdisk; /*起始盘块号*/ int size; /*文件的大小*/ openitemMOFN; int cur_size; /*当前打文件的数目*/ ; 管理文件的主要代码：int create(char *name) int i,j; if(strlen(name)8) /

6、*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;,name) break; if(jMSD+2) /*文件已经存在*/ return(-4); for(i=2;idirectitemi.firstdisk=-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=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk = 1; /*将空闲块置为已经分

7、配*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_,name); cur_dir-directitemi.firstdisk = j; cur_dir-directitemi.size = 0; cur_dir-directitemi.next = j; cur_perty = 0; /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; for(i=2;,name) break; if(i=MSD+2) r

8、eturn(-1); /*-是文件还是目录-*/ if(cur_perty=1)return(-4); /*-文件是否打开-*/ for(j=0;jMOFN;j+) if(!strcmp(u_,name) break; if(j=MOFN) /*文件打开太多*/ return(-3); /*-查找一个空闲用户打开表项-*/ for(j=0;jdirectitemi.firstdisk; strcpy(u_,name); u_opentable.openitemj

9、.size = cur_dir-directitemi.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=MOFN) return(-1); /*-清空该文件的用户打开表项的内容-*/ strcpy(u_,); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; retu

10、rn 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;ilen;i+) if(bufi = $) bufi = Space; else if(bufi = #) bufi = Endter; /*-读取用户打开表对应表项第一个盘块号-*/ item = u_opentable.openitemfd.f

11、irstdisk; /*-找到当前目录所对应表项的序号-*/ for(i=2;idirectitemi.firstdisk=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(fatitem.item!=-1) item =fatitem.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.openitemfd.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

12、-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZElen) strcpy(first,buf); u_opentable.openitemfd.size = u_opentable.openitemfd.size+len; cur_dir-directitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; else for(i=0;i0) ilen2 = ilen2+1; /*-还需要多少块磁盘块-*/ for(j=0;jilen2;j+) for(i=ROOT_DISK_NO+1;i=DISK_N

13、UM) /*-如果磁盘块已经分配完了-*/ return(-1); first = fdisk+i*DISKSIZE; /*-找到的那块空闲磁盘块的起始地址-*/ if(j=ilen2-1) /*-如果是最后要分配的一块-*/ for(k=0;klen-(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE)-j*DISKSIZE;k+) firstk = bufk; else/*-如果不是要最后分配的一块-*/ for(k=0;kdirectitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; return 0

14、; int read(int fd, char *buf) int len = u_opentable.openitemfd.size; char *first; int i, j, item; int ilen1, modlen; item = u_opentable.openitemfd.firstdisk; ilen1 = len/DISKSIZE; modlen = len%DISKSIZE; if(modlen!=0) ilen1 = ilen1+1; /*-计算文件所占磁盘的块数-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; /*-计算文件的起始位置-*/ for

15、(i=0;iilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*-如果在最后一个磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; else /*-不在最后一块磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; item = fatitem.item; /*-查找下一盘块-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; return 0; int del(char *name) int i,cur_item,item,temp; for(i

16、=2;,name) break; cur_item = i; /*-用来保存目录项的序号,供释放目录中-*/ if(i=MSD+2) /*-如果不在当前目录中-*/ return(-1); if(cur_dir-directitemcur_perty!=0) /*-如果删除的(不)是目录-*/ return(-3); for(i=0;idirectitemcur_item.firstdisk;/*-该文件的起始盘块号-*/ while(item!=-1) /*-释放空间,将FAT表对应项进行修改-*/ temp = fatitem.item;

17、fatitem.item = -1; fatitem.em_disk = 0; item = temp; /*-释放目录项-*/ cur_dir-directitemcur_item.sign = 0; cur_dir-directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_,); cur_dir-directitemcur_item.next = -1; cur_dir-directitemcur_perty = 0; cur_dir-directitemcur_item.size

18、= 0; return 0; 主函数：int main() FILE *fp; char ch; char a100; char code1110; char name10; int i,flag,r_size; char *contect; contect = (char *)malloc(MAX_WRITE*sizeof(char); if(fp=fopen(disk.dat,rb)=NULL) printf(You have not format,Do you want format?(y/n); scanf(%c,&ch); if(ch=y) initfile(); printf(Su

19、ccessfully format! n); else return 0; enter();print(); show(); strcpy(code0,exit); strcpy(code1,create); strcpy(code2,open); strcpy(code3,close); strcpy(code4,write); strcpy(code5,read); strcpy(code6,del); strcpy(code7,mkdir); strcpy(code8,rmdir); strcpy(code9,dir); strcpy(code10,cd); while(1) scanf

20、(%s,a); for(i=0;i11;i+) if(!strcmp(codei,a) break; switch(i) case 0: /退出文件系统free(contect); halt(); return 0; case 1: /创建文件scanf(%s,name); flag = create(name); if(flag=-1) printf(Error: n The length is too long !n); else if(flag=-2) printf(Error: n The direct item is already full !n); else if(flag=-3

21、) printf(Error: n The number of openfile is too much !n); else if(flag=-4) printf(Error: n The name is already in the direct !n); else if(flag=-5) printf(Error: n The disk space is full!n); else printf(Successfully create a file! n); show(); break; case 2:/打开文件scanf(%s,name); fd = open(name); if(fd

22、= -1) printf(Error: n The open file not exit! n); else if(fd = -2) printf(Error: n The file have already opened! n); else if(fd = -3) printf(Error: n The number of open file is too much! n); else if(fd = -4) printf(Error: n It is a direct,can not open for read or write! n); else printf(Successfully

23、opened! n); show(); break; case 3:/关闭文件 scanf(%s,name); flag = close(name); if(flag = -1) printf(Error:n The file is not opened ! n); else printf(Successfully closed! n); show(); break; case 4:/写文件if(fd =-1) printf(Error:n The file is not opened ! n); else printf(Please input the file contect:); scanf(%s,contect); flag=write(fd,contect,strlen(contect); if(flag = 0) printf(Successfully write! n); else printf(Error:n The disk size is not enough! n); show(); break; case 5:/读文件if(fd =-1) printf(Err