操作系统大作业--Linux文件管理系统

1、华南理工大学软件学院2013级操作系统大作业实验报告课程名称：操作系统任课老师：作业题目：简单二级文件系统班级：学生姓名：学号：目录1 .实验目的2 .实验环境3 .实验内容4 .程序中使用的数据结构及符号说明5 .源程序及注释6 .程序运行时的初值和运行结果一、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。二、实验环境操作系统：Ubuntu12.04(Ubuntu/Linaro4.6.3-1ubuntu5)编译器：gcc4.6.3语言:C语言三、实验内容FMSV1.0系统模拟了原生的文件系统，使用文本来当作磁盘，并使用了空闲块记录表，目录，i-node等数据

2、结构来辅助文件系统的运作。磁盘：一个名为blockDisk的文件，里面含有256个数据块。每个数据块的长度为1024,可存储1024个字符。I节点：包含文件名，文件保护码，文件长度，文件存放位置。目录：一个链表，记录了i节点。空闲块记录表FBT:用于记录磁盘块使用情况，0表示未使用，1表示使用。数据块：保存了文件的数据，一个数据块至多存放一个文件。数据块使用情况：用于记录文件使用数据块的情况。存放在I节点的fat数组中。文件：一个文件最多占用两个数据块，即长度至多为4028.FMSV1.0系统支持的命令行：login:登录register:注册open：打开文件read:读取文件数据到屏幕wr

3、ite:写文件，分为cover和append两种类型;cover是覆盖原数据，append是在不改变原始数据的基础上进行增加。close:关闭文件create:新增文件delete:删除文件exit：退出程序help:帮助四、程序中使用的数据结构及符号说明/*结构定义*/*用户*/typedefstructusercharaccount15;账户最长为10charpassword15;密码最长为10,多出来的是为了方便运算user;/*数据节点*/typedefstructdatanode数据块的哪个范围(intnum;用于记录文件数据保存在哪个intbegin;intend;datanode

4、;/*i节点*/typedefstructinode(Charfilename30;Intnum;charcode30;数据块号数据开始位置数据结束位置保护码intsize;datanodefatMAX_DATANODE_NUM;intnode_num;inode;typedefstructdirEntry用链表来记录I节点inodeind;structdirEntry*next;dirEntry;/*数据块*/typedefstructblock(charcontentMAX_BLOCK_SIZE;数据块内容最大长度为1025预留最后一位用来存储'0',intnum;into

5、ffset;记录当前数据的数量block;五、源程序及注释head.h头文件#include<string.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>最大数据块数量是数据块数据容量，一#include<stdbool.h>#defineMAX_BLOCKS_NUM256256,则数据块总大小是256KB#defineMAX_BLOCK_SIZE1025个数据块的大小是1KB,最有1位用来存储'0',表示字符串结尾!#defineMAX_DATANODE_NUM2每个文件最多占用的数据块的数量#def

6、ineMAX_INODE_NUM512/i节点的最大数目，亦即系统允许容纳文件的最大数量#defineMAX_CACHE_NUM32允许缓存的最大数据块数量为32个数据块，缓存为32KB/*结构定义*/*用户*/typedefstructusercharaccount15;账户最长为10charpassword15;密码最长为10,多出来的是为了方便运算user;/*数据节点*/用于记录文件数据保存在哪typedefstructdatanode个数据块的哪个范围(数据块号数据开始位置数据结束位置intnum;intbegin;intend;datanode;/*i节点*/typedefstru

7、ctinode(charfilename30;intnum;charcode30;保护码intsize;datanodefatMAX_DATANODE_NUM;intnode_num;inode;typedefstructdirEntry用链表来记录I节点inodeind;structdirEntry*next;dirEntry;/*数据块*/typedefstructblock数据块内容用于记录数据块记录当前数据的(charcontentMAX_BLOCK_SIZE;最大长度为1024intnum;boolisRevised;是否进行数据修改intoffset;数量block;/*定义全局变

8、量*/intislogin=0;/0meansthecharblockspath30="userdata/blocksDISK.disk"/所有数据（即虚拟磁盘）地址charuserspath30="userdata/users.us"staticusercurrUser;当前用户staticdirEntry*DIR;staticintcurr_inode_num=0;当前i节点数量，亦即文件数量staticblock*cache;intmax_node=0;最大的inode编号staticintFBTMAX_BLOCKS_NUM;staticchar*

9、dirpath;staticcharfbtpath30="userdata/FBT.disk"staticdirEntry*selectEntry;当selectEntry=NULL时，证明没有打开文件staticdirEntry*currEntry;命令行staticcharcm_help10="help"staticcharcm_lg10="login"staticcharcm_rg10="register"staticcharcm_dir10="dir"staticcharcm_creat

10、e10="create"staticcharcm_delete10="delete"staticcharcm_open10="open"staticcharcm_read10="read"staticcharcm_write10="write"staticcharcm_close10="close"staticcharcm_exit10="exit"staticcharcm_cancle10="cancle"/*函数声明*/voidcr

11、eateStyle(int,char);voidcreateWrap(int);intcreateSystem();intdiskUpdate(block);voidstart();voidgetUser();intlogin();intregist();charlgOrRg();voidcreateBlocksDisk();FILE*createDir();voidinitDir(char*);intgetAction();voidinitFBT();初始化数据空闲块记录表intgetCode();intgetFreeBlock(bool);voidsaveDir();voidsaveBlo

12、ck(blockbk);voidsaveFBT();intcreateHelp(char*filename);dirEntry*delHelp(char*filename);voidcreateDataDir();登录或注册响应指令的函数intLgRg();voidhelp();voiddir();voidcreate();voiddel();voidopen();voidclose();voidread();voidwrite();voidcoverHelp();voidappendHelp();/Linuxdoesn'tsupportthefunctionstrcmpi,soIne

13、strcmpi(char*p1,char*p2)if(strlen(p1)!=strlen(p2)return-1;inti;for(i=0;i<strlen(p1);i+)if(p1i!=p2i)return-1;)return0;)voidcreateDataDir()(char*datapath="userdata"printf("NodataDir!nNowcreateitn");if(mkdir(datapath,0777)(printf("CannotcreateDataDirn

14、PleasecontactQQ878631510forhelpnCrtl+Ctoexit.n");while(1);)printf("SucceedcreatingdataDir!n");)voidshowInode(inodeind)printf("num:%dn",ind.num);printf("filename:%sn",ind.filename);printf("size:%dn",ind.size);)界面美化函数voidcreateStyle(intnum,charstyle)(while(

15、num-)(printf("%c",style);)voidcreateWrap(intn)(while(n-)(printf("n");辅助函数charlgOrRg()while(1)charcom10;printf("loginorregister:");scanf("%s",com);if(!strcmpi(com,cm_lg)(returnT;if(!strcmp(com,cm_rg)(return'r'voidhelp()printf（"欢迎您使用FMS文件系统模拟系统V1.0&

16、quot;）;printf（"以下是本系统支持的指令：n"）;printf（"exit:退出n"）;printf（"help:帮助n"）;printf（"dir:查看目录中的所有文件n"）;printf（"create:新建文件n"）;printf（"delete:删除文件n"）;printf（"open:打开文件n"）;printf（"read:读文件（必须先打开文件）n"）;printf（"write:写文件（必须先打开文

17、件）n"）;printf（"close:关闭文件n"）;voidcreateBlocksDisk()初始化磁盘块FILE*fp=fopen(blockspath,"w");if(fp=NULL)printf("CannotcreateDisk!nCtrl+Ctoquitn");while(1);else(inti,j;for(i=0;i<MAX_BLOCKS_NUM;i+)(for(j=0;j<MAX_BLOCK_SIZE;j+)(fputc('$',fp);)fclose(fp);)FILE*p

18、=fopen(fbtpath,"w");if(p=NULL)(printf("FBTCreatedERROR!n");while(1);)elseinti;for(i=0;i<MAX_BLOCKS_NUM;i+)(FBTi=0;fprintf(p,"%d",0);fclose(p);dirEntry*isInDir(char*filename)(inti;dirEntry*pt=DIR;while(pt!=NULL)(if(!strcmpi(pt->ind.filename,filename)(returnpt;pt=pt

19、->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("删除成功!n");returnres;)elsereturnNULL;if(!strcmpi(res->ind.filename,f

20、ilename)(DIR=res->next;printf("删除成功!n");returnres;)while(res->next!=NULL)(if(!strcmpi(res->next->ind.filename,filename)(dirEntry*r=res->next;res->next=r->next;printf("删除成功!n");returnr;)res=res->next;)printf("删除失败!n");returnNULL;voidcoverHelp()(释放

21、原数据块，更新FBTintf;if(selectEntry->ind.size!=0)要size>0才会分配数据块(for(f=0;f<selectEntry->ind.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&

22、&tmp='n')(continue;contenti/MAX_BLOCK_SIZEi+=tmp;)ind.size=i;此时已经结束输入if(i>(MAX_BLOCK_SIZE-1)*MAX_DATANODE_NUM)printf("文件过大，无法存储，创建失败！n");return;)intk;for(k=0;k<=i/(MAX_BLOCK_SIZE-1);k+)blockbk;intbkn;for(bkn=0;bkn<MAX_BLOCK_SIZE-1;bkn+)bk.contentbkn='$')bk.cont

23、entMAX_BLOCK_SIZE-1='0'/printf("bk.content:%sn",bk.content);char*tmp;inttp=0;intlen=0;if(k=0)(if(i<MAX_BLOCK_SIZE-1)(len=i;if(k=1)(len=i%(MAX_BLOCK_SIZE-1)+1;for(tp=0;tp<len;tp+)(bk.contenttp=contentktp;bk.isRevised=true;if(k=0)bk.num=getFreeBlock(false);)else(bk.num=getFreeB

24、lock(true);if(bk.num=-1)(printf("数据块已用完，内存不足!n");return;)saveBlock(bk);ind.fatk.num=bk.num;ind.fatk.begin=0;ind.fatk.end=len;)ind.node_num=k;strcpy(ind.code,selectEntry->ind.code);strcpy(ind.filename,selectEntry->ind.filename);ind.num=selectEntry->ind.node_num;selectEntry->ind=

25、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'此时已经完成输入if(i+selectEntry->ind.size)>(MAX_BLOCK_

26、SIZE-1)*MAX_DATANODE_NUM)printf（"文件过大，无法存储，创建失败！n"）;return;else(if(selectEntry->ind.size>MAX_BLOCK_SIZE-1)已经占用了两个block(intoffset=selectEntry->ind.size-MAX_BLOCK_SIZE+1;FILE*bfp=fopen(blockspath,"r+");if(bfp=NULL)(printf("DISKERROR!nFromappendFile.n");return;)el

27、se(fseek(bfp,(selectEntry->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只占用了一个blockif(i<(MA

28、X_BLOCK_SIZE-1-selectEntry->ind.size)不会占用新的blockFILE*bfp=fopen(blockspath,"r+");if(bfp=NULL)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_BLO

29、CK_SIZE-1)+selectEntry->ind.size),SEEK_SET);/printf("ftell=%l",ftell(bfp);fseek(bfp,(selectEntry->ind.fat0.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1)+selectEntry->ind.size),SEEK_SET);fwrite(tmp,sizeof(char),i,bfp);fclose(bfp);selectEntry->ind.size=selectEntry->ind.size+i;selectEntry->ind.fat

30、0.endselectEntry->ind.fat0.end+i;saveDir();printf（"文件保存成功！n"）;else要占用新的block（intbkNum=getFreeBlock(true);if(bkNum=-1)(printf（"数据块已用完，内存不足!n"）;*p1return;char*p2(char*)malloc(MAX_BLOCK_SIZE-1-selectEntry->ind.size)*sizeof(char);char(char*)malloc(i-(MAX_BLOCK_SIZE-1-selectEntr

31、y->ind.size)*sizeof(char);intpi;intpn1=0,pn2=0;for(pi=0;pi<i;pi+)(if(pi<MAX_BLOCK_SIZE-1-selectEntry->ind.size)p1pn1+=tmppi;)else(p2pn2+=tmppi;)p1pn1='0'p2pn2='0'存储FILE*bfp=fopen(blockspath,"r+");if(bfp=NULL)(printf("DISKERROR!nFromappendFilen");return

32、;)else(fseek(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=

33、2;selectEntry->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");核心函数voidcreate()intbkNum=getFreeBlock(false);if(bkN

34、um=-1)printf（"数据块已用完，内存不足!n"）;return;chartmp;dirEntry*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请重新输入:n");elsebreak;)while(1)(printf(&quo

35、t;Doyouwanttowritethefile?y/n:");scanf("%c”,&tmp);if(tmp='y')|(tmp='Y')|(tmp='n')|(tmp='N')(break;)pt->ind.num=curr_inode_num+;文件保护码不是很懂，因此默认为"rrrwwwxxx"charcode10="rrrwwwxxx"strcpy(pt->ind.code,code);pt->ind.size=0;pt->in

36、d.node_num=0;初始化，跟存储要相符合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->ind.size

37、=i;此时已经结束输入if(i>(MAX_BLOCK_SIZE-1)*MAX_DATANODE_NUM)(printf("文件过大，无法存储，创建失败!n");return;intk;for(k=0;k<=i/(MAX_BLOCK_SIZE-1);k+)(blockbk;intbkn;for(bkn=0;bkn<MAX_BLOCK_SIZE-1;bkn+)(bk.contentbkn='$'bk.contentMAX_BLOCK_SIZE-1=''0'printf("bk.content:%sn"

38、,bk.content);char*tmp;inttp=0;intlen=0;if(k=0)(if(i<MAX_BLOCK_SIZE-1)(len=i;if(k=1)len=i%(MAX_BLOCK_SIZE-1)+1;)for(tp=0;tp<len;tp+)(bk.contenttp=contentktp;)bk.isRevised=true;if(k=0)(bk.num=bkNum;)else(bk.num=getFreeBlock(true);if(bk.num=-1)(printf("数据块已用完，内存不足!n");return;)saveBlock(

39、bk);pt->ind.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("请输入要删除的文件名："

40、);scanf("%s",tmp);if(isInDir(tmp)=NULL)(printf("不存在这个文件。n");return;else(dirEntry*dle=delHelp(tmp);if(dle!=NULL)(inti;for(i=0;i<dle->ind.node_num;i+)(FBTdle->ind.fati.num=0;saveDir();saveFBT();voidopen()(charfile50;printf("请输入文件名：");scanf("%s",file);se

41、lectEntry=isInDir(file);if(selectEntry=NULL)(printf("没有这个文件！n");)else(printf("文件%s已打开，输入close关闭.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("无效的指令n");voidread()(FILE*bfp=fopen(b

42、lockspath,"r");if(bfp=NULL)(printf("不存在磁盘文件!n");while(1);)else打开磁盘文件(inti;chartmp=''printf("文件%s中的内容如下:n",selectEntry->ind.filename);if(selectEntry->ind.size=0)(printf(”内容为空。n");)else(for(i=0;i<selectEntry->ind.node_num;i+)(fseek(bfp,(selectEntr

43、y->ind.fati.num*(MAX_BLOCK_SIZE-1),SEEK_SET);这个offset彳艮重要intj;for(j=selectEntry->ind.fati.begin;j<selectEntry->ind.fati.end;j+)tmp=fgetc(bfp);printf("%c",tmp);printf("n");fclose(bfp);voidclose()selectEntry=NULL;printf("文件已关闭！n");voidwrite()charsel10;charcm_cover10=&