操作系统大作业Linux文件管理系统.docx

操作系统大作业Linux文件管理系统.docx

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操作系统大作业Linux文件管理系统

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：

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

write：

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--------*/

typedefstructuser

{

characcount[15];//账户最长为10

charpassword[15];//密码最长为10,多出来的是为了方便运算

}user;

/*--------数据节点--------*/

typedefstructdatanode//用于记录文件数据保存在哪个数据块的哪个范围

{

intnum;//数据块号

intbegin;//数据开始位置

intend;//数据结束位置

}datanode;

/*-------i节点--------*/

typedefstructinode

{

Charfilename[30];

Intnum;

charcode[30];//保护码

intsize;

datanodefat[MAX_DATANODE_NUM];

intnode_num;

}inode;

typedefstructdirEntry//用链表来记录I节点

{

inodeind;

structdirEntry*next;

}dirEntry;

/*-------数据块--------*/

typedefstructblock

{

charcontent[MAX_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;

intoffset;//记录当前数据的数量

}block;

五、源程序及注释

head.h头文件

#include

#include

#include

#include

#defineMAX_BLOCKS_NUM256//最大数据块数量是256，则数据块总大小是256KB

#defineMAX_BLOCK_SIZE1025//数据块数据容量,一个数据块的大小是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

#defineMAX_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--------*/

typedefstructuser

{

characcount[15];//账户最长为10

charpassword[15];//密码最长为10,多出来的是为了方便运算

}user;

/*--------数据节点--------*/

typedefstructdatanode//用于记录文件数据保存在哪个数据块的哪个范围

{

intnum;//数据块号

intbegin;//数据开始位置

intend;//数据结束位置

}datanode;

/*-------i节点--------*/

typedefstructinode

{

charfilename[30];

intnum;

charcode[30];//保护码

intsize;

datanodefat[MAX_DATANODE_NUM];

intnode_num;

}inode;

typedefstructdirEntry//用链表来记录I节点

{

inodeind;

structdirEntry*next;

}dirEntry;

/*-------数据块--------*/

typedefstructblock

{

charcontent[MAX_BLOCK_SIZE];//数据块内容最大长度为1024

intnum;

boolisRevised;//用于记录数据块是否进行数据修改

intoffset;//记录当前数据的数量

}block;

/*-------------定义全局变量-------------------*/

intislogin=0;//0meansthe

charblockspath[30]="userdata/blocksDISK.disk";//所有数据（即虚拟磁盘）地址

charuserspath[30]="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

staticintFBT[MAX_BLOCKS_NUM];

staticchar*dirpath;

staticcharfbtpath[30]="userdata/FBT.disk";

staticdirEntry*selectEntry;//当selectEntry==NULL时，证明没有打开文件

staticdirEntry*currEntry;

//命令行

staticcharcm_help[10]="help";

staticcharcm_lg[10]="login";

staticcharcm_rg[10]="register";

staticcharcm_dir[10]="dir";

staticcharcm_create[10]="create";

staticcharcm_delete[10]="delete";

staticcharcm_open[10]="open";

staticcharcm_read[10]="read";

staticcharcm_write[10]="write";

staticcharcm_close[10]="close";

staticcharcm_exit[10]="exit";

staticcharcm_cancle[10]="cancle";

/*-------------函数声明---------------*/

voidcreateStyle（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（）;

voidsaveBlock（blockbk）;

voidsaveFBT（）;

intcreateHelp（char*filename）;

dirEntry*delHelp（char*filename）;

voidcreateDataDir（）;

//响应指令的函数

intLgRg（）;//登录或注册

voidhelp（）;

voiddir（）;

voidcreate（）;

voiddel（）;

voidopen（）;

voidclose（）;

voidread（）;

voidwrite（）;

voidcoverHelp（）;

voidappendHelp（）;

//Linuxdoesn'tsupportthefunctionstrcmpi,soIneedtofinishitbymyself.

intstrcmpi（char*p1,char*p2）

{

if（strlen（p1）!

=strlen（p2））

{

return-1;

}

inti;

for（i=0;i

{

if（p1[i]!

=p2[i]）

{

return-1;

}

}

return0;

}

voidcreateDataDir（）

{

char*datapath="userdata";

printf（"NodataDir!

\nNowcreateit...\n"）;

if（mkdir（datapath,0777））

{

printf（"CannotcreateDataDir...\nPleasecontactQQ878631510forhelp...\nCrtl+Ctoexit.\n"）;

while

（1）;

}

printf（"SucceedcreatingdataDir!

\n"）;

}

voidshowInode（inodeind）

{

printf（"num:

%d\n",ind.num）;

printf（"filename:

%s\n",ind.filename）;

printf（"size:

%d\n",ind.size）;

}

//界面美化函数

voidcreateStyle（intnum,charstyle）

{

while（num--）

{

printf（"%c",style）;

}

}

voidcreateWrap（intn）

{

while（n--）

{

printf（"\n"）;

}

}

//辅助函数

charlgOrRg（）

{

while

（1）

{

charcom[10];

printf（"[login]or[register]:

"）;

scanf（"%s",com）;

if（!

strcmpi（com,cm_lg））

{

return'l';

}

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"）;

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+Ctoquit\n"）;

while

（1）;

}

else

{

inti,j;

for（i=0;i

{

for（j=0;j

{

fputc（'$',fp）;

}

}

fclose（fp）;

}

FILE*p=fopen（fbtpath,"w"）;

if（p==NULL）

{

printf（"FBTCreatedERROR!

\n"）;

while

（1）;

}

else

{

inti;

for（i=0;i

{

FBT[i]=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->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;

}

else

{

returnNULL;

}

}

if（!

strcmpi（res->ind.filename,filename））

{

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（）

{

//释放原数据块，更新FBT

intf;

if（selectEntry->ind.size!

=0）//要size>0才会分配数据块

{

for（f=0;find.node_num;f++）

{

FBT[selectEntry->ind.fat[f].num]==0;

}

}

charcontent[MAX_DATANODE_NUM][MAX_BLOCK_SIZE];

chartmp;

inodeind;

printf（"Endwith'$'\n"）;

inti=0;

while（（tmp=getchar（））!

='$'）

{

if（i==0&&tmp=='\n'）

{

continue;

}

content[i/MAX_BLOCK_SIZE][i++]=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

{

bk.content[bkn]='$';

}

bk.content[MAX_BLOCK_SIZE-1]='\0';

//printf（"bk.content:

%s\n",bk.content）;

char*tmp;

inttp=0;

intlen=0;

if（k==0）

{

if（i

{

len=i;

}

}

if（k==1）

{

len=i%（MAX_BLOCK_SIZE-1）+1;

}

for（tp=0;tp

{

bk.content[tp]=content[k][tp];

}

bk.isRevised=true;

if（k==0）

{

bk.num=getFreeBlock（false）;

}

else

{

bk.num=getFreeBlock（true）;

if（bk.num==-1）

{

printf（"数据块已用完,内存不足!

\n"）;

return;

}

}

saveBlock（bk）;

ind.fat[k].num=bk.num;

ind.fat[k].begin=0;

ind.fat[k].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=ind;

saveDir（）;

saveFBT（）;

printf（"文件已保存!

\n"）;

}

voidappendHelp（）

{chartmp[MAX_BLOCK_SIZE*2];

charch;

printf（"Endwith'$':

\n"）;

inti=0;

while（（ch=getchar（））!

='$'）

{

if（i==0&&ch=='\n'）

{

continue;

}

tmp[i++]=ch;

}

tmp[i]='\0';

//此时已经完成输入

if（（i+selectEntry->ind.size）>（MAX_BLOCK_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;

}

else

{

fseek（bfp,（selectEntry->ind.fat[1].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.fat[1].end=selectEntry->ind.fat[1].end+i;

saveDir（）;

printf（"文件保存成功!

\n"）;

}

}

else//只占用了一个