二级文件系统

《计算机操作系统》课程设计题 目：二级文件系统专 业：计算机科学与技术班 级：姓名：学号：指导教师：时 间：2011.6.01---2011.6.102011年

一、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： login用户登录 dir列目录 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，保护码和文件长度二、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。三、开发环境Windows操作系统

MicrosoftVisualC++四、分析设计实验原理通过程序模拟Linux文件系统，用一个二进制文件(FileSystem.disk)来模拟磁盘.设计一个多用户的二级文件系经统、实现一般的创建文件、目录，删除文件、目录，切换目录，打开、关闭文件、读写文件等操作。

文件系统,包含格式化,显示文件(目录),创建文件等几个简单命令的实现,而且能完成超级块的读写,节点的读写等过程.本文件系统采用两级目录,其中第一级对应于用户账号,第二级对应于用户账号下的文件。另外,为了简单本文件系统未考虑文件共享、文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。1.程序执行流程图:开始开始初始化初始化 选择程序选择程序删除目录、文件查看目录、文件进入指定目录返回上一目录级查询创建目录、文件删除目录、文件查看目录、文件进入指定目录返回上一目录级查询创建目录、文件格式化格式化结束结束2.数据块的分配和回收开始开始系统是否有空块?返回当前空闲块地址;超级块空闲指针加1开启新的块组,将其地址信息读入超级块;返回该块组首地址结束超级块中是否有空块? 设计FileSystem类负责管理磁盘空间和磁盘内存Ｉ节点，负责对磁盘空间和磁盘数据进行优化管理。并提代接口言方法供用户或程序调用。内存内存System用户1１磁盘用户2１用户3１用户n１五、打印的源程序及附上的注释#include"xd.h"//文件管理voidcreateFile(charfileName[],intlength,charfileKind[]);//创建文件voidfileWrite(charfileName[]);//写文件voidfileCat(charfileName[]);//读文件voidfileRen(charfileName[],charrename[]);//重命名文件voidfileClose(charfileName[]);//关闭已打开的文件voiddelFile(charfileName[]);//删除文件intrequestDist(int&startPostion,intmaxLength);//磁盘分配查询voidinitDisk();//初始化磁盘voidfreeDisk(intstartPostion);//磁盘空间释放//用户管理voiduserCreate();intlogin();intuserID=-1;//用户登录的ID号，值为-1时表示没有用户登录//用户注册voiduserCreate(){ charc; charuserName[10]; inti; if(used<MaxUser) { cout<<"请输入用户名："; for(i=0;c=getch();i++) { if(c==13)break; else userName[i]=c; printf("%c",c); } userName[i]='\0'; for(i=0;i<used;i++) { if(!strcmp(userTable[i].userName,userName)) { cout<<"\n"; cout<<"该用户名已存在,创建用户失败\n"; //system("pause"); return; } } strcpy(userTable[used].userName,userName); cout<<"\n"; cout<<"请输入密码："; for(i=0;c=getch();i++) { if(c==13)break; else userTable[used].password[i]=c; printf("*"); } userTable[used].password[i]='\0'; cout<<"\n"; cout<<"创建用户成功\n"; used++; //system("pause"); } else { cout<<"创建用户失败，用户已达到上限\n"; //system("pause"); } fflush(stdin);}//登录intlogin(){ charname[10],psw[10]; charc; inti,times; cout<<"请输入用户名:"; for(i=0;c=getch();i++) { if(c==13)break; else name[i]=c; printf("%c",c); } name[i]='\0'; for(i=0;i<used;i++) { if(!strcmp(userTable[i].userName,name)) break; } if(i==used) { cout<<"\n您输入的用户名不存在\n"; //system("pause"); return-1; } for(times=0;times<3;times++) { memset(psw,'\0',sizeof(psw)); cout<<"\n请输入密码:"; for(i=0;c=getch();i++) { if(c==13)break; else psw[i]=c; cout<<"*"; } printf("\n"); for(i=0;i<used;i++) { if(!strcmp(psw,userTable[i].password)) { printf("用户登录成功\n"); //system("pause"); break; } } if(i==used) { printf("您输入的密码错误，您还有%d次输入机会\n",2-times); if(times==2)exit(0); } elsebreak; } returni;}//磁盘初始化voidinitDisk(){ diskHead=(diskNode*)malloc(sizeof(diskNode)); diskHead->maxlength=MaxDisk; diskHead->useFlag=0; diskHead->start=0; diskHead->next=NULL;}//分配磁盘intrequestDist(int&startPostion,intmaxLength){ intflag=0;//标记是否分配成功 diskNode*p,*q,*temp; p=diskHead; while(p) { if(p->useFlag==0)//磁盘块未被使用，且剩余长度大于要创建文件的长度 { startPostion=p->start; q=(diskNode*)malloc(sizeof(diskNode)); q->start=p->start; q->maxlength=maxLength; q->useFlag=1; q->next=NULL; diskHead->start=p->start+maxLength;//剩余磁盘空间头指针后移 diskHead->maxlength=p->maxlength-maxLength; //剩余磁盘空间长度减少 flag=1; temp=p; if(diskHead->next==NULL)diskHead->next=q; else { while(temp->next)temp=temp->next; temp->next=q; } break; } p=p->next; } returnflag;}//创建文件voidcreateFile(charfileName[],intlength){ //inti,j; time_trawtime; intstartPos; UFD*fileNode,*p; for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) { printf("文件重名，创建文件失败\n"); //system("pause"); return; } } if(requestDist(startPos,length)) { fileNode=(UFD*)malloc(sizeof(UFD)); fileNode->file=(fileTable*)malloc(sizeof(fileTable));//这一步必不可少，因为fileNode里面的指针也需要申请地址，否则fileNode->file指向会出错 strcpy(fileNode->file->fileName,fileName); fileNode->file->maxlength=length; fileNode->file->strat=startPos; fileNode->file->openFlag=false; time(&rawtime);//读取系统当前时间 fileNode->file->timeinfo=localtime(&rawtime); fileNode->next=NULL; if(userTable[userID].user->next==NULL)//用户当前还没有创建文件时 userTable[userID].user->next=fileNode; else//已创建过文件，找到最后一个的next指针 { p=userTable[userID].user->next; while(p->next)p=p->next; p->next=fileNode; } printf("创建文件成功\n"); //system("pause"); } else { printf("磁盘空间已满或所创建文件超出磁盘空闲容量，磁盘空间分配失败\n"); //system("pause"); }}//释放磁盘voidfreeDisk(intstartPostion){ diskNode*p; for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next) { if(p->start==startPostion)//找到startPostion位置的指针 break; } p->useFlag=false;}//查看文件voidfileCat(charfileName[]){ intstartPos,length; intk=0; UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { startPos=p->file->strat; length=p->file->length; p->file->openFlag=true;//文件打开标记 printf("--------------------------------------------------------------\n"); for(inti=startPos;k<length;i++,k++) { if(i%50==0)printf("\n");//一行大于50个字符换行 printf("%c",disk[i]); } printf("\n\n----------------------------------------------------------\n"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); //system("pause"); } }//覆盖写入voidfileWrite(charfileName[]){ UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; inti,k,startPos; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { if(!strcmp(p->file->fileKind,"r"))//判断文件类型 { printf("该文件是只读文件,写入失败\n"); //system("pause"); return; } charstr[500]; printf("pleaseinputcontent:\n"); gets(str); startPos=p->file->strat; p->file->openFlag=true;//文件打开标记 p->file->length=strlen(str); if(p->file->length>p->file->maxlength) { printf("写入字符串长度大于该文件的总长度,写入失败\n"); //system("pause"); return; } for(i=startPos,k=0;k<(int)strlen(str);i++,k++) disk[i]=str[k]; printf("文件写入成功\n"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); // system("pause"); } if(p) { p->file->openFlag=false; printf("%s文件已关闭\n",p->file->fileName); // system("pause"); }}//重命名voidfileRen(charfileName[],charname[]){ UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { while(q->next) { if(!strcmp(q->next->file->fileName,name)) { printf("您输入的文件名已存在,重命名失败\n"); //system("pause"); return; } q=q->next; } strcpy(p->file->fileName,name); printf("重命名成功\n"); //system("pause"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); //system("pause"); }}//关闭文件voidfileClose(charfileName[]){ UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { p->file->openFlag=false; printf("%s文件已关闭\n",p->file->fileName); //system("pause"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); //system("pause"); }}//查看文件详细信息voidfileLength(charfileName[]){ intstartPos,length;//charkind[3]; intk=0; UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { startPos=p->file->strat; length=p->file->length;//获取文件长度 printf("文件长度为%d\n",length); //system("pause"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); //system("pause"); }}//检查文件是否关闭voidifClose(charfileName[]){ boolopen;UFD*p,*q; q=userTable[userID].user; for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName)) break; } if(p) { open=p->file->openFlag; if(open==true) printf("%s文件未关闭\n",p->file->fileName); else//open=true printf("%s文件已关闭\n",p->file->fileName); //system("pause"); } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"); //system("pause"); }}voidprint(){cout<<"create创建文件\n"; cout<<"length查看文件长度\n"; cout<<"cat查看文件内容\n"; cout<<"write覆盖写入\n"; cout<<"ren重命名\n"; cout<<"del删除文件\n"; cout<<"close关闭文件\n"; cout<<"return退出用户，返回登录界面\n"; cout<<"exit退出程序\n"; cout<<"ifclose检查文件是否关闭\n";}//删除文件voiddelFile(charfileName[]){ UFD*p,*q,*temp; q=userTable[userID].user; p=q->next; while(p) { if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))break;//文件不存在 else { p=p->next; q=q->next; } } if(p) { if(p->file->openFlag!=true)//先判断是否有进程打开该文件，如果文件没被打开 { temp=p; q->next=p->next; freeDisk(temp->file->strat);//磁盘空间回收 free(temp); printf("文件删除成功\n"); //system("pause"); } else { printf("该文件已被进程打开,删除失败\n");//文件被打开 //system("pause"); } } else { printf("没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n");//文件不存在 //system("pause"); }}intmain(){ charorder[commandAmount][10]; strcpy(order[0],"create"); strcpy(order[1],"cat"); strcpy(order[2],"write"); strcpy(order[3],"ren");strcpy(order[4],"del"); strcpy(order[5],"close"); strcpy(order[6],"return"); strcpy(order[7],"exit"); strcpy(order[8],"awrite"); strcpy(order[9],"length"); strcpy(order[10],"ifclose"); charcommand[50],command_str1[10],command_str2[10],command_str3[5];//,command_str4[3]; inti,j,k; intlength; initDisk();//初始化磁盘 for(i=0;i<MaxUser;i++)//初始化用户UFD目录文件的头指针 { userTable[i].user=(UFD*)malloc(sizeof(UFD)); userTable[i].user->next=NULL; } cout<<"----------------------------------------------------------\n"; cout<<"请先进入用户管理\n\n"; cout<<"Creatuser创建新用户请输入1\n"; cout<<"login用户登录请输入2\n"; cout<<"----------------------------------------------------------\n\n"; while(1) { cout<<"Pleasechoosethefunctionkey:>"; intchoice; scanf("%d",&choice); if(choice==1)userCreate(); elseif(choice==2) { userID=login(); print(); } elseprintf("您的输入有误，请重新选择\n"); while(userID!=-1) { fflush(stdin); cout<<"pleaseinputyourcommand:>"; gets(command); intselect; for(i=0;command[i]!=''&&command[i]!='\0';i++)//command_str1字符串存储命令的操作类型 command_str1[i]=command[i]; k=i; command_str1[k]='\0'; for(i=0;i<commandAmount;i++) { if(!strcmp(command_str1,order[i])) { select=i; break; } } if(i==commandAmount) { cout<<"您输入的命令有误，请重新输入\n"; continue; } for(i=k+1,k=0;command[i]!=''&&command[i]!='\0';i++,k++)//com