操作系統(tǒng)大作業(yè)--Linux文件管理系統(tǒng)

1、華南理工大學(xué)軟件學(xué)院2021級操作系統(tǒng)大作業(yè)實驗報告課程名稱：操作系統(tǒng)任課老師：作業(yè)題目：簡單二級文件系統(tǒng)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：目錄1 1. .實驗?zāi)康? 2 . .實驗環(huán)境3 3 . .實驗內(nèi)容4 4 . .程序中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明5 5 . .源程序及注釋6 6 . .程序運行時的初值和運行結(jié)果一、實驗?zāi)康耐ㄟ^一個簡單多用戶文件系統(tǒng)的設(shè)計,加深理解文件系統(tǒng)的內(nèi)部功能及內(nèi)部實現(xiàn).二、實驗環(huán)境操作系統(tǒng)：Ubuntu12.04(Ubuntu/Linaro4.6.3-1ubuntu5)編譯器：gcc4.6.3C語言三、實驗內(nèi)容FMSV1.0系統(tǒng)模擬了原生的文件系統(tǒng),使用文本來當(dāng)作磁盤,并使用

2、了空閑塊記錄表,目錄,i-node等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來輔助文件系統(tǒng)的運作.磁盤：一個名為blockDisk的文件,里面含有256個數(shù)據(jù)塊.每個數(shù)據(jù)塊的長度為1024,可存儲1024個字符.I節(jié)點：包含文件名,文件保護碼,文件長度,文件存放位置.目錄：一個鏈表,記錄了i節(jié)點.空閑塊記錄表FBT：用于記錄磁盤塊使用情況,0表示未使用,1表示使用.數(shù)據(jù)塊：保存了文件的數(shù)據(jù),一個數(shù)據(jù)塊至多存放一個文件.數(shù)據(jù)塊使用情況：用于記錄文件使用數(shù)據(jù)塊的情況.存放在I語言節(jié)點的fat數(shù)組中.文件：一個文件最多占用兩個數(shù)據(jù)塊,即長度至多為4028.FMSV1.0系統(tǒng)支持的命令行：login：登錄register：注冊ope

3、n：翻開文件read:讀取文件數(shù)據(jù)到屏幕write：寫文件,分為cover和append兩種類型;cover是覆蓋原數(shù)據(jù),append是在不改變原始數(shù)據(jù)的根底上進行增加.close：關(guān)閉文件create：新增文件delete：刪除文件exit：退出程序help：幫助四、程序中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及符號說明/*結(jié)構(gòu)定義*/*用戶*/typedefstructusercharaccount15;/賬戶最長為10charpassword15;/密碼最長為10,多出來的是為了方便運算user;/*數(shù)據(jù)節(jié)點*/typedefstructdatanode數(shù)據(jù)塊的哪個范圍intnum;/用于記錄文件數(shù)據(jù)保存在哪個

4、intbegin;intend;datanode;/*i節(jié)點*/typedefstructinodeCharfilename30;Intnum;charcode30;/數(shù)據(jù)塊號/數(shù)據(jù)開始位置/數(shù)據(jù)結(jié)束位置/保護碼intsize;datanodefatMAX_DATANODE_NUM;intnode_num;inode;typedefstructdirEntry/用鏈表來記錄I節(jié)點inodeind;structdirEntry*next;dirEntry;/*數(shù)據(jù)塊*/typedefstructblockcharcontentMAX_BLOCK_SIZE;/數(shù)據(jù)塊內(nèi)容最大長度為1025,預(yù)留最后

5、一位用來存儲0,intnum;intoffset;/記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)的數(shù)量block;五、源程序及注釋head.h頭文件#include#include#include#include#defineMAX_BLOCKS_NUM256256,那么數(shù)據(jù)塊總大小是256KB#defineMAX_BLOCK_SIZE1025/最大數(shù)據(jù)塊數(shù)量是/數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)容量,個數(shù)據(jù)塊的大小是1KB,最有1位用來存儲0,表示字符串結(jié)尾!#defineMAX_DATANODE_NUM2/每個文件最多占用的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量#defineMAX_INODE_NUM512/i節(jié)點的最大數(shù)目,亦即系統(tǒng)允許容納文件的最大數(shù)量#define

6、MAX_CACHE_NUM32/允許緩存的最大數(shù)據(jù)塊數(shù)量為32個數(shù)據(jù)塊,緩存為32KB/*結(jié)構(gòu)定義*/*用戶*/typedefstructusercharaccount15;/賬戶最長為10charpassword15;/密碼最長為10,多出來的是為了方便運算user;/*數(shù)據(jù)節(jié)點*/typedefstructdatanode個數(shù)據(jù)塊的哪個范圍intnum;intbegin;intend;datanode;/*i節(jié)點*/typedefstructinodecharfilename30;intnum;charcode30;/保護碼intsize;datanodefatMAX_DATANODE_N

7、UM;intnode_num;inode;inodeind;typedefstructdirEntry/用鏈表來記錄I節(jié)點/數(shù)據(jù)塊號structdirEntry*next;dirEntry;/*數(shù)據(jù)塊*/typedefstructblockcharcontentMAX_BLOCK_SIZE;最大長度為1024intnum;boolisRevised;是否進行數(shù)據(jù)修改intoffset;數(shù)量block;/*定義全局變量*/intislogin=0;/0meansthe/數(shù)據(jù)塊內(nèi)容/用于記錄數(shù)據(jù)charblockspath30=userdata/blocksDISK.disk;/所有數(shù)據(jù)即虛擬磁盤

8、地址charuserspath30=userdata/users.us;staticusercurrUser;/當(dāng)前用戶staticdirEntry*DIR;staticintcurr_inode_num=0;/當(dāng)前i節(jié)點數(shù)量,亦即文件數(shù)量staticblock*cache;intmax_node=0;最大的inode編號staticintFBTMAX_BLOCKS_NUM;staticchar*dirpath;staticcharfbtpath30=userdata/FBT.disk;staticdirEntry*selectEntry;/當(dāng)selectEntry=NULL時,證明沒有翻開文

9、件staticdirEntry*currEntry;/命令行staticcharcm_help10=help;staticcharcm_lg10=login;staticcharcm_rg10=register;staticcharcm_dir10=dir;staticcharcm_create10=create;staticcharcm_delete10=delete;staticcharcm_open10=open;staticcharcm_read10=read;staticcharcm_write10=write;staticcharcm_close10=close;staticcha

10、rcm_exit10=exit;staticcharcm_cancle10=cancle;/*函數(shù)聲明*/voidcreateStyle(int,char);voidcreateWrap(int);intcreateSystem();intdiskUpdate(block);voidstart();voidgetUser();intlogin();intregist();charlgOrRg();voidcreateBlocksDisk();FILE*createDir();voidinitDir(char*);intgetAction();voidinitFBT();intgetCode()

11、;intgetFreeBlock(bool);voidsaveDir();voidsaveBlock(blockbk);voidsaveFBT();intcreateHelp(char*filename);dirEntry*delHelp(char*filename);voidcreateDataDir();/響應(yīng)指令的函數(shù)intLgRg();voidhelp();voiddir();/初始化/voidcreate();voiddel();voidopen();voidclose();voidread();voidwrite();voidcoverHelp();voidappendHelp()

12、;/Linuxdoesntsupportthefunctionstrcmpi,soIstrcmpi(char*p1,char*p2)if(strlen(p1)!=strlen(p2)return-1;inti;for(i=0;istrlen(p1);i+)if(p1i!=p2i)return-1;return0;voidcreateDataDir()char*datapath=userdata;printf(NodataDir!nNowcreateit.n);if(mkdir(datapath,0777)printf(Cannotcreate

13、DataDir.nPleasecontactQQ878631510forhelp.nCrtl+Ctoexit.n);while(1);printf(SucceedcreatingdataDir!n);voidshowInode(inodeind)printf(num:%dn,ind.num);printf(filename:%sn,ind.filename);printf(size:%dn,ind.size);/界面美化函數(shù)voidcreateStyle(intnum,charstyle)while(num-)printf(%c,style);voidcreateWrap(intn)while

14、(n-)printf(n);/輔助函數(shù)charlgOrRg()while(1)charcom10;printf(loginorregister:);scanf(%s,com);if(!strcmpi(com,cm_lg)returnl;if(!strcmp(com,cm_rg)returnr;voidhelp()printf歡送您使用FMS文件系統(tǒng)模擬系統(tǒng)V1.0;printf以下是本系統(tǒng)支持的指令:n;printfexit:退出n;printfhelp:幫助n;printfdir:查看目錄中的所有文件n;printfcreate:新建文件n;printfdelete:刪除文件n;printf

15、open:翻開文件n;printfread:讀文件必須先翻開文件n;printfwrite:寫文件必須先翻開文件n;printfclose:關(guān)閉文件n;voidcreateBlocksDisk/初始化磁盤塊FILE*fp=fopenblockspath,w;iffp=NULLprintfCannotcreateDisk!nCtrl+Ctoquitn;while1;elseinti,j;for(i=0;iMAX_BLOCKS_NUM;i+)for(j=0;jMAX_BLOCK_SIZE;j+)fputc($,fp);fclose(fp);FILE*p=fopen(fbtpath,w);if(p=

16、NULL)printf(FBTCreatedERROR!n);while(1);elseinti;for(i=0;iind.filename,filename)returnpt;pt=pt-next;returnNULL;dirEntry*delHelp(char*filename)dirEntry*res=DIR;if(res=NULL)printf(Nofiles!n);returnres;if(res-next=NULL)if(!strcmpi(res-ind.filename,filename)DIR=NULL;currEntry=NULL;printf(刪除成功!n);returnr

17、es;elsereturnNULL;if(!strcmpi(res-ind.filename,filename)DIR=res-next;printf(刪除成功!n);returnres;while(res-next!=NULL)if(!strcmpi(res-next-ind.filename,filename)dirEntry*r=res-next;res-next=r-next;printf(刪除成功!n);returnr;res=res-next;printf(刪除失敗!n);returnNULL;voidcoverHelp()/釋放原數(shù)據(jù)塊,更新FBTintf;if(selectEn

18、try-ind.size!=0)/要size0才會分配數(shù)據(jù)塊for(f=0;find.node_num;f+)FBTselectEntry-ind.fatf.num=0;charcontentMAX_DATANODE_NUMMAX_BLOCK_SIZE;chartmp;inodeind;printf(Endwith$n);inti=0;while(tmp=getchar()!=$)if(i=0&tmp=n)continue;contenti/MAX_BLOCK_SIZEi+=tmp;ind.size=i;/此時已經(jīng)結(jié)束輸入if(i(MAX_BLOCK_SIZE-1)*MAX_DATANODE_

19、NUM)printf(文件過大,無法存儲,創(chuàng)立失敗!n);return;intk;for(k=0;k=i/(MAX_BLOCK_SIZE-1);k+)blockbk;intbkn;for(bkn=0;bknMAX_BLOCK_SIZE-1;bkn+)bk.contentbkn=$;bk.contentMAX_BLOCK_SIZE-1=0;/printf(bk.content:%sn,bk.content);char*tmp;inttp=0;intlen=0;if(k=0)if(iMAX_BLOCK_SIZE-1)len=i;if(k=1)len=i%(MAX_BLOCK_SIZE-1)+1;f

20、or(tp=0;tpind.code);strcpy(ind.filename,selectEntry-ind.filename);ind.num=selectEntry-ind.node_num;selectEntry-ind=ind;saveDir();saveFBT();printf(文件已保存!n);voidappendHelp()chartmpMAX_BLOCK_SIZE*2;charch;printf(Endwith$:n);inti=0;while(ch=getchar()!=$)if(i=0&ch=n)continue;tmpi+=ch;tmpi=0;/此時已經(jīng)完成輸入if(i

21、+selectEntry-ind.size)(MAX_BLOCK_SIZE-1)*MAX_DATANODE_NUM)printf文件過大,無法存儲,創(chuàng)立失敗!n;return;elseif(selectEntry-ind.sizeMAX_BLOCK_SIZE-1)/已經(jīng)占用了兩個blockintoffset=selectEntry-ind.size-MAX_BLOCK_SIZE+1;FILE*bfp=fopen(blockspath,r+);if(bfp=NULL)printf(DISKERROR!nFromappendFile.n);return;elsefseek(bfp,(selectE

22、ntry-ind.fat1.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1)+offset),SEEK_SET);fwrite(tmp,sizeof(char),i,bfp);fclose(bfp);selectEntry-ind.size=selectEntry-ind.size+i;selectEntry-ind.fat1.end=selectEntry-ind.fat1.end+i;saveDir();printf(文件保存成功！n);else/只占用了一個blockif(iind.size)/不會占用新的blockFILE*bfp=fopen(blockspath,r+);if(bfp=N

23、ULL)printf(DISKERROR！nFromappendFile.n);return;else/if(selectEntry-ind.size=0)/fseek(bfp,0,SEEK_SET);/selectEntry-ind.fat0=0;/else/fseek(bfp,(selectEntry-ind.fat0.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1)+selectEntry-ind.size),SEEK_SET);/printf(ftell=%l,ftell(bfp);fseek(bfp,(selectEntry-ind.fat0.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1)

24、+selectEntry-ind.size),SEEK_SET);fwrite(tmp,sizeof(char),i,bfp);fclose(bfp);selectEntry-ind.size=selectEntry-ind.size+i;selectEntry-ind.fat0.endselectEntry-ind.fat0.end+i;saveDir();printf文件保存成功!n;else/要占用新的blockintbkNum=getFreeBlock(true);if(bkNum=-1)printf數(shù)據(jù)塊已用完,內(nèi)存缺乏!n;return;char(char*)malloc(MAX_

25、BLOCK_SIZE-1-selectEntry-ind.size)*sizeof(char);char(char*)malloc(i-(MAX_BLOCK_SIZE-1-selectEntry-ind.size)*sizeof(char);intpi;intpn1=0,pn2=0;for(pi=0;pii;pi+)if(piind.size)p1pn1+=tmppi;*p1*p2elsep2pn2+=tmppi;p1pn1=0;p2pn2=0;/存儲FILE*bfp=fopen(blockspath,r+);if(bfp=NULL)printf(DISKERROR!nFromappendFi

26、le.n);return;elsefseek(bfp,(MAX_BLOCK_SIZE-1)*selectEntry-ind.fat0.num+selectEntry-ind.fat0.end),SEEK_SET);fwrite(p1,sizeof(char),pn1,bfp);printf(linenear481n);fseek(bfp,(MAX_BLOCK_SIZE-1)*bkNum),SEEK_SET);fwrite(p2,sizeof(char),pn2,bfp);fclose(bfp);FBTbkNum=1;selectEntry-ind.node_num=2;selectEntry-

27、ind.size=selectEntry-ind.size+i;selectEntry-ind.fat0.endMAX_BLOCK_SIZE-2;selectEntry-ind.fat1.num=bkNum;selectEntry-ind.fat1.begin=0;selectEntry-ind.fat1.end=pn2;saveFBT();saveDir();printf(文件保存成功!n);/核心函數(shù)voidcreate()intbkNum=getFreeBlock(false);if(bkNum=-1)printf數(shù)據(jù)塊已用完,內(nèi)存缺乏!n;return;chartmp;dirEntry

28、*pt=(dirEntry*)malloc(sizeof(dirEntry);pt-next=NULL;while(1)printf(filename:);scanf(%s,pt-ind.filename);if(isInDir(pt-ind.filename)!=NULL)printf(文件名已存在!n請重新輸入:n);elsebreak;while(1)printf(Doyouwanttowritethefile?y/n:);scanf(%c,&tmp);if(tmp=y)|(tmp=Y)|(tmp=n)|(tmp=N)break;pt-ind.num=curr_inode_num+;/文

29、件保護碼不是很懂,因此默認(rèn)為rrrwwwxxx;charcode10=rrrwwwxxx;strcpy(pt-ind.code,code);pt-ind.size=0;pt-ind.node_num=0;/初始化,跟存儲要相符合boolisNoBk=false;if(tmp=y|tmp=Y)charcontentMAX_DATANODE_NUMMAX_BLOCK_SIZE;chartmp;printf(Endwith$n);inti=0;while(tmp=getchar()!=$)if(i=0&tmp=n)continue;contenti/MAX_BLOCK_SIZEi+=tmp;pt-i

30、nd.size=i;/此時已經(jīng)結(jié)束輸入if(i(MAX_BLOCK_SIZE-1)*MAX_DATANODE_NUM)printf(文件過大,無法存儲,創(chuàng)立失敗!n);return;intk;for(k=0;k=i/(MAX_BLOCK_SIZE-1);k+)blockbk;intbkn;for(bkn=0;bknMAX_BLOCK_SIZE-1;bkn+)bk.contentbkn=$;bk.contentMAX_BLOCK_SIZE-1=0;/printf(bk.content:%sn,bk.content);char*tmp;inttp=0;intlen=0;if(k=0)if(iMAX

31、_BLOCK_SIZE-1)len=i;if(k=1)len=i%(MAX_BLOCK_SIZE-1)+1;for(tp=0;tpind.fatk.num=bk.num;pt-ind.fatk.begin=0;pt-ind.fatk.end=len;pt-ind.node_num=k;if(currEntry=NULL)DIR=pt;elsecurrEntry-next=pt;currEntry=pt;saveDir();saveFBT();printf(Succeedcreatefile%s!,pt-ind.filename);voiddel()chartmp30;printf(請輸入要刪除

32、的文件名:);scanf(%s,tmp);if(isInDir(tmp)=NULL)printf(不存在這個文件.n);return;elsedirEntry*dle=delHelp(tmp);if(dle!=NULL)inti;for(i=0;iind.node_num;i+)FBTdle-ind.fati.num=0;saveDir();saveFBT();voidopen()charfile50;printf(請輸入文件名：)；scanf(%s,file);selectEntry=isInDir(file);if(selectEntry=NULL)printf(沒有這個文件!n);els

33、eprintf(文 件%s已 翻 開 , 輸 入close關(guān)閉.n,file);intc=0;while(1)if(c=1)break;switch(getCode()case 5:read();break;case 6:write();break;case 7:close();c=1;break;default:printf(無效的指令n);voidread()FILE*bfp=fopen(blockspath,r);if(bfp=NULL)printf(不存在磁盤文件!n);while(1);else/翻開磁盤文件inti;chartmp=;printf(文件%s中的內(nèi)容如下:n,sele

34、ctEntry-ind.filename);if(selectEntry-ind.size=0)printf(內(nèi)容為空.n);elsefor(i=0;iind.node_num;i+)fseek(bfp,(selectEntry-ind.fati.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1),SEEK_SET);這個offset彳艮重要intj;for(j=selectEntry-ind.fati.begin;jind.fati.end;j+)tmp=fgetc(bfp);printf(%c,tmp);printf(n);fclose(bfp);voidclose()selectEntry=NULL;printf(文件已關(guān)閉!n);voidwrite()charsel10;charcm_cover10=cover;charcm_append10=append;while(1)printf(請輸入指令