操作系统模拟UNIX文件系统的设计及实现.docx

操作系统模拟UNIX文件系统的设计及实现.docx

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操作系统模拟UNIX文件系统的设计及实现

一、模拟UNIX文件系统流程图

二、模拟UNIX文件系统源代码

/*TYPEUnixFileSysSim.cpp

*版权信息

*

*文件名称：

UnixFileSysSim.cpp

*摘要：

模拟实现UNIX的文件系统

*

*

*

*

*/

#include"UnixFileSysSim.h"

/*

*函数介绍：

寻找第一个空白的文件块ID

*输入参数：

无

*输出参数：

无

*返回值：

返回第一个空白块的ID

*/

unsignedFindBlankFileBlockId（）

{

unsignedcharc;

for（unsignedi=0;i

{

c=FS.bm.BMStart[i]|0x7F;

if（c==0x7F）

{

returni*8;//一个字节左边第一位为0，表示该区域未使用

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xBF;

if（c==0xBF）

{

returni*8+1;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xDF;

if（c==0xDF）

{

returni*8+2;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xEF;

if（c==0xEF）

{

returni*8+3;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xF7;

if（c==0xF7）

{

returni*8+4;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xFB;

if（c==0xFB）

{

returni*8+5;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xFD;

if（c==0xFD）

{

returni*8+6;

}

c=FS.bm.BMStart[i]|0xFE;

if（c==0xFE）

{

returni*8+7;

}

}

returnFILEBLOCKCOU+1;

}

/*

*函数介绍：

寻找第一个文件块地址

*输入参数：

fileblockid文件块ID

*输出参数：

无

*返回值：

返回文件块的地址

*/

char*FindBlankFileBlock（unsignedfileblockid）

{

FileBlock*fblock=FS.head;

while（fblock->next!

=NULL）

{

if（fblock->FileBlockId==fileblockid）

{

returnfblock->FileBlockAddr;

}

else

{

fblock=fblock->next;

}

}

returnNULL;

}

/*

*函数介绍：

得到当前时间的字符串

*输入参数：

时间字符串的指针

*输出参数：

无

*返回值：

void

*/

voidGetCurrentTime（char*currtime）

{

chardbuffer[9];

chartbuffer[9];

_strdate（dbuffer）;

_strtime（tbuffer）;

strcpy（currtime,dbuffer）;

strcat（currtime,""）;

strcat（currtime,tbuffer）;

}

/*

*函数介绍：

更新文件索引

*输入参数：

fileblockid文件块ID

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidAddFileIndex（unsignedfileblockid,unsignedfilelevel,char*filename,char*parentname）

{

FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].FileBlockId=fileblockid;

FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].FileLevel=filelevel;

strcpy（FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].FileName,filename）;

if（parentname==NULL）

{

memset（FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].ParentName,'\0',MAXFILENAMELEN）;

}

else

{

strcpy（FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].ParentName,parentname）;

}

FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].Index=FS.FI.FICount;

FS.FI.FIStart[FS.FI.FICount].effect=1;

FS.FI.FICount++;

}

/*

*函数介绍：

更新位示图

*输入参数：

fileblockid文件块ID

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidUpdateBitMap（unsignedfileblockid）

{

//计复所在位示图的位置

intdirInBitmap=（（int）（fileblockid/8））;

intdirInChar=fileblockid%8;

char*c=&（FS.bm.BMStart[dirInBitmap]）;

charxor;

switch（dirInChar）

{

case0:

xor=0x80;

break;

case1:

xor=0x40;

break;

case2:

xor=0x20;

break;

case3:

xor=0x10;

break;

case4:

xor=0x08;

break;

case5:

xor=0x04;

break;

case6:

xor=0x02;

break;

case7:

xor=0x01;

break;

}

*c=*c^xor;

}

/*

*函数介绍：

创建一个文件元素

*输入参数：

acc文件元素可操作权限，filename文件元素名称，type文件元素类型，filecontent文件内容

*输出参数：

无

*返回值：

返回一个文件元素的指针

*/

FSElement*CreateFileElement（FEAccessacc,char*filename,FETypetype,char*filecontent,FSElement*parent）

{

//查找第一个空白文件块ID

unsignedblankFileBlockId=FindBlankFileBlockId（）;

if（blankFileBlockId>=FILEBLOCKCOU）

{

printf（"未找到一个文件块的id\n"）;

returnNULL;

}

//查找第一个空白块的地址

char*blank=FindBlankFileBlock（blankFileBlockId）;

if（blank==NULL）

{

printf（"未找到一个文件块的地址\n"）;

returnNULL;

}

FSElement*fs=（FSElement*）blank;

fs->Access=acc;

fs->Creator=CS.CurrentUser;

GetCurrentTime（fs->CreateTime）;

fs->FileBlockId=blankFileBlockId;

fs->FileLevel=CS.FileLevel;

strcpy（fs->FileName,filename）;

strcpy（fs->LastModTime,fs->CreateTime）;

fs->Type=type;

fs->parent=parent;

if（type==dir）

{

fs->FileElemLen=sizeof（FSElement）;

fs->FileData=NULL;

}

else

{

fs->FileElemLen=（unsigned）strlen（filename）;

fs->fileStu=closed;

fs->FileData=（char*）fs+sizeof（FSElement）;

if（filecontent==NULL）

{

}

else

{

strcpy（fs->FileData,filecontent）;

}

}

//更新索引

if（parent==NULL）

{

AddFileIndex（blankFileBlockId,CS.FileLevel,filename,NULL）;

}

else

{

AddFileIndex（blankFileBlockId,CS.FileLevel,filename,parent->FileName）;

}

//更新BITMAP

UpdateBitMap（blankFileBlockId）;

returnfs;

}

/*

*函数介绍：

创建文件块链表

*输入参数：

datahead第一块数据的地址，blockcap一个文件块的大小，len链表的长度

*输出参数：

无

*返回值：

返回链表的头指针

*/

FileBlock*CreateFileBlockList（char*datahead,unsignedblockcap,unsignedlen）

{

if（datahead==NULL||len==0）

{

returnNULL;

}

FileBlock*head;

FileBlock*pnew;

FileBlock*pold;

head=pold=pnew=（FileBlock*）malloc（sizeof（FileBlock））;

for（unsignedi=0;i

{

pold->FileBlockId=i;

pold->FileBlockCap=FILEBLOCKCAP;

pold->FileBlockAddr=datahead+i*blockcap;

memset（pold->FileBlockAddr,'\0',blockcap）;

if（i!

=len-1）

{

pnew=（FileBlock*）malloc（sizeof（FileBlock））;

}

else

{

pnew=NULL;

}

pold->next=pnew;

pold=pnew;

}

returnhead;

}

/*

*函数介绍：

初始化模拟文件系统

*输入参数：

无

*输出参数：

无

*返回值：

true-初始化成功，false-初始化失败

*/

boolInitFileSys（）

{

//初始化模拟的文件系统

if（（FS.FSStart=（char*）malloc（FILESYSCAP））==NULL）

{

returnfalse;

}

FS.FileSystemCap=FILESYSCAP;

FS.bm.BitMapLen=BITMAPLEN;

FS.bm.BMStart=FS.FSStart;

//设置位示图为未使用

memset（FS.bm.BMStart,'\0',FS.bm.BitMapLen）;

//初始化文件系统索引

FS.FI.FIStart=（FileIndexElement*）（FS.FSStart+BITMAPLEN）;

//因为是模拟系统，暂定一个文件或文件夹最多占用一个文件块，一个文件块只放一个文件元素

FS.FI.FILen=sizeof（FileIndexElement）*FILEBLOCKCOU+sizeof（unsigned）*2;

FS.FI.FICount=0;

memset（FS.FI.FIStart,'\0',FS.FI.FILen）;

//初始化文件块

FS.FileBlockCou=FILEBLOCKCOU;

FS.head=CreateFileBlockList（（FS.FSStart+FILESYSCAP-FILEBLOCKCAP*FILEBLOCKCOU）,

FILEBLOCKCAP,FS.FileBlockCou）;//区域的后FILEBLOCKCAP*FILEBLOCKCOU个单元用来存储数据

if（FS.head==NULL）

{

returnfalse;

}

//初始化系统当前状态

CS.CurrentUser.UserName=（char*）calloc（10,sizeof（char））;

strcpy（CS.CurrentUser.UserName,"man"）;

CS.CurrentUser.ut=admin;

CS.CurrParent=NULL;

CS.FileLevel=0;

CS.CurrentPath=（char*）calloc（1000,sizeof（char））;

//创建一个根目录

base=CreateFileElement（pub,"root",dir,NULL,NULL）;

if（base==NULL）

{

returnfalse;

}

else

{

returntrue;

}

}

/*

*函数介绍：

系统登录模块

*输入参数：

无

*输出参数：

无

*返回值：

true登录成功，false登录失败

*/

boolLogin（）

{

charusername[10];

charpassword[MAXPASSWORDLEN];

intc;

for（c=0;c

{

inti=0;

memset（password,'\0',MAXPASSWORDLEN）;

memset（username,'\0',10）;

printf（"login:

"）;

gets（username）;

printf（"password:

"）;

while（i

=0x0d）{};

password[strlen（password）-1]='\0';

printf（"\nusername:

%s\npassword:

%s\n",username,password）;

if（（strcmp（username,"user1"）==0&&strcmp（password,"user1"）==0）||

（strcmp（username,"user2"）==0&&strcmp（password,"user2"）==0）||

（strcmp（username,"user3"）==0&&strcmp（password,"user3"）==0）||

（strcmp（username,"user4"）==0&&strcmp（password,"user4"）==0）||

（strcmp（username,"user5"）==0&&strcmp（password,"user5"）==0）||

（strcmp（username,"user6"）==0&&strcmp（password,"user6"）==0）||

（strcmp（username,"user7"）==0&&strcmp（password,"user7"）==0）||

（strcmp（username,"user8"）==0&&strcmp（password,"user8"）==0）||

（strcmp（username,"super"）==0&&strcmp（password,"super"）==0））

{

if（strcmp（username,"super"）==0）//一个管理员

{

strcpy（CS.CurrentUser.UserName,username）;

CS.CurrentUser.ut=admin;

}

else

{

//memset（CS.CurrentUser.UserName,'\0',10）;

strcpy（CS.CurrentUser.UserName,username）;

CS.CurrentUser.ut=comm;

}

CS.FileLevel++;

CS.CurrParent=base;

strcpy（CS.CurrentPath,"\\"）;

printf（"\n欢迎使用模拟UNIX文件系统。

\n"）;

printf（"\n%s%s\n$",username,CS.CurrentPath）;

break;

}

else

{

printf（"\n用户名或密码错误，请重新输入。

\n"）;

}

}

if（c>=USERTESTLOGINCOU）//非法用户

{

printf（"\n对不起，您不是该系统用户，按任意键退出系统。

\n"）;

returnfalse;

}

else

{

returntrue;

}

}

/*

*函数介绍：

命令分解

*输入参数：

command用户输入命令字，key关键字，path路径

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidFindCommKey（char*command,char*key,char*path）

{

for（unsignedi=0;i

{

if（command[i]==''）

{

i++;

if（i

{

strcpy（path,command+i）;

}

break;

}

if（i<=9）

{

key[i]=command[i];

}

else

{

for（unsignedj=i;j

{

if（command[j]!

=''）

{

strcpy（path,command+j）;

break;

}

}

break;

}

}

strlwr（key）;

strlwr（path）;

}

/*

*函数介绍：

创建一个文件

*输入参数：

无

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidCreate（char*filename）

{

if（strcmp（filename,""）==0）

{

printf（"对不起，文件名不能为空。

\n"）;

}

else

{

CreateFileElement（protect,filename,file,NULL,CS.CurrParent）;

}

printf（"%s%s\n$",CS.CurrentUser.UserName,CS.CurrentPath）;

}

/*

*函数介绍：

列出当前目录的文件和文件夹

*输入参数：

path路径

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidDir（char*path）

{

chardisplay[1000];

memset（display,'\0',1000）;

//查找显示内容

for（unsignedi=0;i

{

if（strcmp（FS.FI.FIStart[i].ParentName,CS.CurrParent->FileName）==0&&

FS.FI.FIStart[i].FileLevel==CS.FileLevel&&FS.FI.FIStart[i].effect==1）

{

strcat（display,FS.FI.FIStart[i].FileName）;

strcat（display,"\t\t"）;

}

}

printf（"\n%s\n",display）;

printf（"%s%s\n$",CS.CurrentUser.UserName,CS.CurrentPath）;

}

/*

*函数介绍：

打开当前目录的文件

*输入参数：

path路径

*输出参数：

无

*返回值：

无

*/

voidOpen（char*path）

{

chardisplay[100];

for（unsignedi=0;i

{

if（strcmp（FS.FI.FIStart[i].ParentName,CS.CurrParent->FileName）