简单文件系统的实现的实验报告

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1、 杭州电子科技大学 操作系统课程设计 课程设计题目：简单文件系统的实现 姓名：庄严 班级：09056011 学号：09056012 学院：计算机学院 专业：计算机科学与技术（2+2） 负责老师：胡志凌 完成日期：2012-5-28简单文件系统的实现 一， 课程设计的目的 1， 通过具体的文件爱你存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部数据结、功能及实 现过程的理解 二， 设计要求 1， 在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储分区，在其上实现一个简单的基于多级目录的但用户单任务系统的文件系统。在 退出文件系统的使用时，应将虚拟文件系统一个 Windows 文

2、件的方式保存到磁盘中，以便下次再将它恢复到内存的虚拟磁盘 空间中 2， 文件存储空间的分配可采用显示链接分配或其它方法 3， 空闲磁盘空间的管理可选择位示图或其它方法 4， 文件目录结构采用多级目录结构 5， 需要提供一以下操作命令 i. Format ii. Mkdir iii. Rmdir iv. Ls v. Cd vi. Create vii. Open viii. Close ix. Write x. Read xi. Rm xii. Exit 三， 程序设计思想以及总流程图 1， 程序设计思想 i. 首先，在文件系统启动时，申请一块较大的内存，用来当作文件系统的磁盘空间 ii. 然后

3、，对其进行格式化，虚拟磁盘的空间布局是仿照 FAT16 文件系统，结构如下： 1 块 2 块 2 块 995 块 引导块 FAT1 FAT2 数据区 格式化时，主要包括引导块，FAT1，FAT2，的一些初始化工作 例如设置文件魔数，文件系统的信息，FAT1，FAT2 的信息等等 iii. 根据用户输入的命令，调用对应的函数. 2， 程序流程图 文件系统存在 程序启动 加载文件系统文件系统不存在 等待用户输入命令 。 。 。 四， 系统各个功能的实现思想 1， 创建目录 a) 调用 do_read 读入当前目录文件到内存，检查新建文件目录是否重名 b) 分配一个空闲的打开文件表项 c) 分配一个

4、空闲的盘块 d) 在当前目录中问新建目录寻找一个空闲的目录项 e) 设置 FCB ，文件的属性信息 f) 创建特殊的两个目录项.,. g) 返回 2， Cd 命令 a) Open 指定的目录名，调用 read 读入该父目录到内存 b) 检查新的当前目录名是否存在 c) 关闭原当前目录 d) 设置当前目录为该目录 3， Rmdir 命令 a) Read 读入当前目录文件内容到内存，检查要删除的文件目录是否存在 b) 检查该目录是否为空 c) 检查是否已经打开，打开用 close 则关闭 d) 回收给目录文件的磁盘块 e) 修改该目录文件的目录项 f) 修改用户打开表项的长度信息 g) 返回 4，

5、 Ls 命令 a) Read 当前目录到内存 b) 读出目录文件的信息，显示到屏幕上 c) 返回 5， Create 命令 a) 分配一个空闲的打开文件表项 b) 检查新文件的父目录是否打开 c) Read 该父目录的文件到内存，并检测新建的文件名是否重名 创建新的文件系统 并格式化 ls Mkdir Create Exitd) 检查是否有空闲盘块 e) 寻找空闲的目录项 f) 准备好新文件的 FCB g) 调用 close 关闭打开的父目录文件 h) 返回 6， Rm 命令 a) 检查要删除的文件的父目录是否已打开 b) Read 父目录到内存 c) 检查文件是否打开 d) 回收磁盘快 e)

6、 清空该文件的目录项 f) 修改用户打开文件表项中的长度信息 g) 返回 7， Open 命令 a) 检查该文件名是否存在 b) Read 该父目录到内存 c) 检查用户打开的文件表中是否有空闲表项 d) 为该文件填写空白用户打开文件表项内容 e) 返回 8， Close a) 检查 fd 的有效性 b) 检查用户打开文件表表项的 fcbstate 字段 c) 回收该文件占据的用户打开文件表表项 d) 返回 9， Write 命令 a) 检查 fd 的有效性 b) 提示用户输入写方式 c) 提示用户输入内容 d) 调用 do_write（）将键入的内容写入到文件中 e) 返回写入的字节数 五，

7、 系统的详细过程 #include #include #include #include #include #define BLOCKSIZE 1024 #define SIZE 1024000 #define END 65535 #define FREE 0 #define ROOT_BLOCKNUM 2 #define MAX_OPEN_FILE 10 #define MAX_TXT_SIZE 10000typedef struct FCB char filename8; /*8B 文件名*/ char exname3; /*3B 扩展名*/ unsigned char attribute

8、; /*文件属性字段*/ char retainbyte10 ; /*10B 保留字*/ unsigned short time; /*文件创建时间*/ unsigned short date; /*文件创建日期*/ unsigned short first; /*首块号*/ unsigned long length; /*文件大小*/ fcb; /* 文件分配表 file allocation table */ typedef struct FAT unsigned short id; fat; /* 属性对照表 位 7 6 5 4 3 2 1 0 属性 保留 保留 存档 子目录 卷标 系统

9、文件 隐藏 只读 */ typedef struct USEROPEN char filename8; /*8B 文件名*/ char exname3; /*3B 扩展名*/ unsigned char attribute; /*文件属性字段*/ char retainbyte10 ; /*10B 保留字*/ unsigned short time; /*文件创建时间*/ unsigned short date; /*文件创建日期*/ unsigned short first; /*首块号*/ unsigned long length; /*文件大小*/ char free; /* 表示目录项

10、是否为空 0 空 1 分配*/ int father; /*父目录的文件描述符*/ int dirno; /*相应打开文件的目录项在父目录文件中的盘块号*/ int diroff; /*相应打开文件的目录项在父目录文件的 dirno 盘块中的目录项序号*/ char dirMAX_OPEN_FILE80; /*相应打开文件所在的目录*/ int count; /*读写指针在文件中的位置*/ char fcbstate; /*是否修改了文件的 FCB 内容，修改置 1，否则为 0*/char topenfile; /*表示该用户打开的表项是否为空，若 值为 0，表示为空*/ useropen;

11、typedef struct BLOCK0 unsigned short fbnum; char information200; unsigned short root; unsigned char *startblock; block0; /*全局变量定义*/ unsigned char *myvhard; /*指向虚拟磁盘的起始地址*/ useropen openfilelistMAX_OPEN_FILE; /*用户打开文件表数组*/ useropen *ptrcurdir; /*指向用户打开文件表中的当前目录所在打开文件表 项的位置*/ int curfd; char currentdi

12、r80; /*记录当前目录的文件名*/ unsigned char *startp; /*记录虚拟磁盘上数据区开始位置*/ char filename=“c:myfilesys“; /*虚拟空间保存路径*/ unsigned char bufferSIZE; /*函数声明*/ void startsys(); void my_format(); void my_cd(char *dirname); void my_mkdir(char *dirname); void my_rmdir(char *dirname); void my_ls(); void my_create(char *file

13、name); void my_rm(char *filename); int my_open(char *filename); int my_close(int fd); int my_write(int fd); int do_write(int fd,char *text,int len,char wstyle); unsigned short findFree(); int my_read(int fd,int len); int do_read(int fd,int len,char *text); void my_exitsys(); /*函数设计*/ /*文件系统初始化*/* 原型

14、声明: void startsys() 功能描述： 文件系统初始化,初始化所建立的文件系统 输入：无 输出：无 函数功能实现算法描述： 1）申请磁盘空间 2）打开系统磁盘，若不存在，创建新的系统磁盘，并格式化 3）初始化用户打开文件表，将表 项 0 分配 给根目录文件使用 并填写根目录文件的相关信息 4）将 ptrcurdir 指向该用户打开文件表项 5）将当前目录设置为根目录 */ void startsys() FILE *fp; int i; myvhard=(unsigned char *)malloc(SIZE); memset(myvhard,0,SIZE); fp=fopen(f

15、ilename,“r“); if(fp) fread(buffer,SIZE,1,fp); fclose(fp); if(buffer0!=0xaa|buffer1!=0xaa) printf(“myfilesys is not exist,begin to creat the file.n“); my_format(); else for(i=0;itime; openfilelist0.date=(fcb *)(myvhard+5*BLOCKSIZE)-date; openfilelist0.first=(fcb *)(myvhard+5*BLOCKSIZE)-first; openfil

16、elist0.length=(fcb *)(myvhard+5*BLOCKSIZE)-length; openfilelist0.free=1; openfilelist0.dirno=5; openfilelist0.diroff=0; openfilelist0.count=0; openfilelist0.fcbstate=0; openfilelist0.topenfile=0; openfilelist0.father=0; memset(currentdir,0,sizeof(currentdir); strcpy(currentdir,“root“); strcpy(openfilelist-dir0,currentdir); startp=(block0 *