模擬文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、中北高校操作系統(tǒng)課程設(shè)計說 明 書 學(xué) 院、系：軟件學(xué)院專 業(yè)：軟件工程學(xué) 生 姓 名：xxx學(xué) 號：xxx設(shè) 計 題 目：模擬文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)起 迄 日 期:2015年12月28日- 2016年1月8日指 導(dǎo) 教 師:xxx    2016 年1月8日1 需求分析 通過模擬文件系統(tǒng)的實現(xiàn)，深化理解操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理論學(xué)問, 加深對教材中的重要算法的理解。同時通過編程實現(xiàn)這些算法,更好地把握操作系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方法,提高綜合運用各專業(yè)課學(xué)問的力量；把握操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)機理和各種典型算法，系統(tǒng)地了解操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)思路，并了解操作系統(tǒng)的進展動

2、向和趨勢。 模擬二級文件管理系統(tǒng)的課程設(shè)計目的是通過爭辯Linux的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，模擬設(shè)計一個簡潔的二級文件系統(tǒng)，第一級為主名目文件，其次級為用戶文件。2 總體設(shè)計 結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、計算機原理等課程的學(xué)問，設(shè)計一個二級文件系統(tǒng)，進一步理解操作系統(tǒng)。文件的創(chuàng)建： create 文件關(guān)閉：close 文件的打開：open文件的讀：read 文件的寫：write 文件關(guān)閉：close刪除文件：delete 創(chuàng)建子名目：mkdir 刪除子名目：rmdir列出文件名目：dir 退出：exit開 始系統(tǒng)執(zhí)行流程圖選擇操作創(chuàng)建文件刪除文件讀文件寫文件創(chuàng)建文件夾刪除文件夾刪除子名目顯示當前子名目創(chuàng)建子

3、名目更改名目 退出退出3 具體設(shè)計主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：#define MEM_D_SIZE 1024*1024 /總磁盤空間為1M#define DISKSIZE 1024/磁盤塊的大小1K#define DISK_NUM 1024/磁盤塊數(shù)目1K#define FATSIZE DISK_NUM*sizeof(struct fatitem)/FAT表大小#define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1/根名目起始盤塊號#define ROOT_DISK_SIZE sizeof(struct direct)/根名目大小#define DIR_MAXSIZE 1024/路徑

4、最大長度為1KB#define MSD 5/最大子名目數(shù)5#define MOFN 5/最大文件深度為5#define MAX_WRITE 1024*128/最大寫入文字長度128KB struct fatitem /* size 8*/ int item; /*存放文件下一個磁盤的指針*/ char em_disk; /*磁盤塊是否空閑標志位 0 空閑*/ ; struct direct /*-文件把握快信息-*/ struct FCB char name9; /*文件/名目名 8位*/ char property; /*屬性 1位名目 0位一般文件*/ int size; /*文件/名目字

5、節(jié)數(shù)、盤塊數(shù))*/ int firstdisk; /*文件/名目 起始盤塊號*/ int next; /*子名目起始盤塊號*/ int sign; /*1是根名目 0不是根名目*/ directitemMSD+2; ; struct opentable struct openttableitem char name9; /*文件名*/ int firstdisk; /*起始盤塊號*/ int size; /*文件的大小*/ openitemMOFN; int cur_size; /*當前打文件的數(shù)目*/ ; 管理文件的主要代碼：int create(char *name) int i,j; i

6、f(strlen(name)>8) /*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;j<MSD+2;j+) /*檢查創(chuàng)建文件是否與已存在的文件重名*/ if(!strcmp(cur_dir->,name) break; if(j<MSD+2) /*文件已經(jīng)存在*/ return(-4); for(i=2;i<MSD+2;i+) /*找到第一個空閑子名目*/ if(cur_dir->directitemi.firstdisk=-1) break; if(i>=MSD+2) /*無空名目項*/ return

7、(-2); if(u_opentable.cur_size>=MOFN) /*打開文件太多*/ return(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j<DISK_NUM;j+) /*找到空閑盤塊 j 后退出*/ if(fatj.em_disk='0') break; if(j>=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk = '1' /*將空閑塊置為已經(jīng)安排*/ /*-填寫名目項-*/ strcpy(cur_dir->,name); cur_dir->direc

8、titemi.firstdisk = j; cur_dir->directitemi.size = 0; cur_dir->directitemi.next = j; cur_dir->perty = '0' /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; for(i=2;i<MSD+2;i+) /*文件是否存在*/ if(!strcmp(cur_dir->,name) break; if(i>=MSD

9、+2) return(-1); /*-是文件還是名目-*/ if(cur_dir->perty='1')return(-4); /*-文件是否打開-*/ for(j=0;j<MOFN;j+) if(!strcmp(u_,name) break; if(j<MOFN) /*文件已經(jīng)打開*/ return(-2); if(u_opentable.cur_size>=MOFN) /*文件打開太多*/ return(-3); /*-查找一個空閑用戶打開表項-*/ for(j=0;j&l

10、t;MOFN;j+) if(u_opentable.openitemj.firstdisk=-1) break; /*-填寫表項的相關(guān)信息-*/ u_opentable.openitemj.firstdisk = cur_dir->directitemi.firstdisk; strcpy(u_,name); u_opentable.openitemj.size = cur_dir->directitemi.size; u_opentable.cur_size+; /*-返回用戶打開表表項的序號-*/ return(j); int c

11、lose(char *name) int i; for(i=0;i<MOFN;i+) if(!strcmp(u_,name) break; if(i>=MOFN) return(-1); /*-清空該文件的用戶打開表項的內(nèi)容-*/ strcpy(u_,""); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; return 0; in

12、t write(int fd, char *buf, int len) char *first; int item, i, j, k; int ilen1, ilen2, modlen, temp; /*-用 $ 字符作為空格 # 字符作為換行符-*/ char Space = 32; char Endter= 'n' for(i=0;i<len;i+) if(bufi = '$') bufi = Space; else if(bufi = '#') bufi = Endter; /*-讀取用戶打開表對應(yīng)表項第一個盤塊號-*/ item =

13、 u_opentable.openitemfd.firstdisk; /*-找到當前名目所對應(yīng)表項的序號-*/ for(i=2;i<MSD+2;i+) if(cur_dir->directitemi.firstdisk=item) break; temp = i; /*-存放當前名目項的下標-*/ /*-找到的item 是該文件的最終一塊磁盤塊-*/ while(fatitem.item!=-1) item =fatitem.item; /*-查找該文件的下一盤塊-*/ /*-計算出該文件的最末地址-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE+u_opentabl

14、e.openitemfd.size%DISKSIZE; /*-假如最終磁盤塊剩余的大小大于要寫入的文件的大小-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE>len) 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;i<(DISKSIZE-u_op

15、entable.openitemfd.size%DISKSIZE);i+) /*寫一部分內(nèi)容到最終一塊磁盤塊的剩余空間(字節(jié))*/ firsti = buf i; /*-計算安排完最終一塊磁盤的剩余空間(字節(jié)) 還剩下多少字節(jié)未存儲-*/ ilen1 = len-(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE); ilen2 = ilen1/DISKSIZE; modlen = ilen1%DISKSIZE; if(modlen>0) ilen2 = ilen2+1; /*-還需要多少塊磁盤塊-*/ for(j=0;j<ilen2;j+

16、) for(i=ROOT_DISK_NO+1;i<DISK_NUM;i+)/*查找空閑磁盤塊*/ if(fati.em_disk='0') break; if(i>=DISK_NUM) /*-假如磁盤塊已經(jīng)安排完了-*/ return(-1); first = fdisk+i*DISKSIZE; /*-找到的那塊空閑磁盤塊的起始地址-*/ if(j=ilen2-1) /*-假如是最終要安排的一塊-*/ for(k=0;k<len-(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE)-j*DISKSIZE;k+) fir

17、stk = bufk; else/*-假如不是要最終安排的一塊-*/ for(k=0;k<DISKSIZE;k+) firstk =bufk; fatitem.item = i; /*-找到一塊后將它的序號存放在上一塊的指針中-*/ fati.em_disk = '1' /*-置找到的磁盤快的空閑標志位為已安排-*/ fati.item = -1; /*-它的指針為 -1 (即沒有下一塊)-*/ /*-修改長度-*/ u_opentable.openitemfd.size = u_opentable.openitemfd.size+len; cur_dir->dir

18、ectitemtemp.size = cur_dir->directitemtemp.size+len; return 0; int read(int fd, char *buf) int len = u_opentable.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; /*

19、-計算文件所占磁盤的塊數(shù)-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; /*-計算文件的起始位置-*/ for(i=0;i<ilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*-假如在最終一個磁盤塊-*/ for(j=0;j<len-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; else /*-不在最終一塊磁盤塊-*/ for(j=0;j<len-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; item = fatitem.item; /*-查找下一盤塊-*/ first = fdisk+

20、item*DISKSIZE; return 0; int del(char *name) int i,cur_item,item,temp; for(i=2;i<MSD+2;i+) /*-查找要刪除文件是否在當前名目中-*/ if(!strcmp(cur_dir->,name) break; cur_item = i; /*-用來保存名目項的序號,供釋放名目中-*/ if(i>=MSD+2) /*-假如不在當前名目中-*/ return(-1); if(cur_dir->directitemcur_perty!='

21、0') /*-假如刪除的(不)是名目-*/ return(-3); for(i=0;i<MOFN;i+) /*-假如文件打開,則不能刪除,退出-*/ if(!strcmp(u_,name) return(-2); item = cur_dir->directitemcur_item.firstdisk;/*-該文件的起始盤塊號-*/ while(item!=-1) /*-釋放空間,將FAT表對應(yīng)項進行修改-*/ temp = fatitem.item; fatitem.item = -1; fatitem.em_disk =

22、'0' item = temp; /*-釋放名目項-*/ cur_dir->directitemcur_item.sign = 0; cur_dir->directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_,""); cur_dir->directitemcur_item.next = -1; cur_dir->directitemcur_perty = '0' cur_dir->directitemc

23、ur_item.size = 0; return 0; 主函數(shù)：int main() FILE *fp; char 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)&quo

24、t;); scanf("%c",&ch); if(ch='y') initfile(); printf("Successfully format! n"); else return 0; enter();print(); show(); strcpy(code0,"exit"); strcpy(code1,"create"); strcpy(code2,"open"); strcpy(code3,"close"); strcpy(code4,"

25、;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;i<11;i+) if(!strcmp(codei,a) break; switch(i) cas

26、e 0: /退出文件系統(tǒng)free(contect); halt(); return 0; case 1: /創(chuàng)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

27、number of openfile 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:/打開文件scanf("%s"

28、;,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 already opened! n"); else if(fd = -3) printf("Error: n The number of open file is too much! n"); else if(fd = -4) printf("Error: n It

29、 is a direct,can not open for read or write! n"); else printf("Successfully opened! n"); show(); break; case 3:/關(guān)閉文件 scanf("%s",name); flag = close(name); if(flag = -1) printf("Error:n The file is not opened ! n"); else printf("Successfully closed! n"); show(); break; case 4:/寫文件if(fd =-1) printf("Error:n The file is not opened ! n"); else printf("Please input the file contect:"); scanf("%s",contect); flag=write(fd,contect,strlen(contect); if(flag = 0) printf("Successfully write! n"); else pri