模拟文件系统的设计实现分析.docx

1、模拟文件系统的设计实现分析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:xxx2016 年1月8日1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

2、理系统的课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系统执行流程图3详细设计主要数据结构：#define MEM_D_SIZE 1024*1024 /总磁盘空间为1M#define DI

3、SKSIZE 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_

4、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 firstdisk; /*文件/目录 起始盘块号*/ int next; /*子目录起始盘块号*/

5、 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) /*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;jdirectitemj.

6、name,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配*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_dir-directitemi.na

7、me,name); cur_dir-directitemi.firstdisk = j; cur_dir-directitemi.size = 0; cur_dir-directitemi.next = j; cur_dir-directitemi.property = 0; /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; for(i=2;idirectitemi.name,name) break; if(i=MSD+2) return(-1); /*-是文件还是目录-*/ if(cur_dir-directite

8、mi.property=1) return(-4); /*-文件是否打开-*/ for(j=0;jMOFN;j+) if(!strcmp(u_opentable.openitemj.name,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_opentable.openitemj.name,name); u_opentable.openitemj.size = cur_dir-directitemi.size; u_opentabl

9、e.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_opentable.openitemi.name,); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; return 0; int write(int fd, char *buf, int len)

10、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.firstdisk; /*-找到当前目录所对应表项的序号-*/ for(i=2;idire

11、ctitemi.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-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%

12、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_NUM) /*-如果磁盘块已经分配完了-*/ return(-1); first = fd

13、isk+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; int read(int fd, char *buf) int len = u_op

14、entable.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(i=0;iilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*-如果在最后一个磁盘块-

15、*/ 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=2;idirectitemi.name,name) break; cur_item =

16、 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_item.property!=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; fatitem.item = -1; fatitem.em_disk = 0; item

17、 = temp; /*-释放目录项-*/ cur_dir-directitemcur_item.sign = 0; cur_dir-directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_item.name,); cur_dir-directitemcur_item.next = -1; cur_dir-directitemcur_item.property = 0; cur_dir-directitemcur_item.size = 0; return 0; 主函数：int main() FILE *fp; char

18、 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(Successfully format! n); else return 0; enter(

19、); 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(%s,a); for(i=0;i11;i+) if(!strcmp(codei,a)

20、 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) printf(Error: n The number of openfile

21、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 = -1) printf(Error: n The open file not exit! n); else if(fd = -2) printf(Error: n The file have