文件系统实验报告

实验二 文件系统

实验报告

一．实验简介

本实验要求在假设的I/O 系统之上开发一个简单的文件系统，这样做既能让实验者对文件系统有整体了解，又避免了涉及过多细节。用户通过create, open, read 等命令与文件系统交互。文件系统把磁盘视为顺序编号的逻辑块序列，逻辑块的编号为0 至L-1。I/O 系统利用内存中的数组模拟磁盘。

实际物理磁盘的结构是多维的：有柱面、磁道、扇区等概念。I/O 系统的任务是隐藏磁盘的结构细节，把磁盘以逻辑块的面目呈现给文件系统。逻辑块顺序编号，编号取值范围为0 至L .. 1，其中L 表示磁盘的存储块总数。实验中，我们可以利用字符数组ldisk[L][B] 构建磁盘模型，其中B 表示每个存储块的长度。I/O 系统从文件系统接收命令，根据命令指定的逻辑块号把磁盘块的内容读入命令指定的内存区域，或者把命令指定的内存区域内容写入磁盘块。

我设计的文件系统拥有三个用户。

二．具体说明

1.文件系统的组织：磁盘的前k 个块是保留区，其中包含如下信息：位图和文件描述符。位图用来描述磁盘块的分配情况。位图中的每一位对应一个逻辑块。创建或者删除文件，以及文件的长度发生变化时，文件系统都需要进行位图操作。前k 个块的剩余部分包含一组文件描述符。每个文件描述符包含如下信息：

? 文件长度，单位字节

? 文件分配到的磁盘块号数组。该数组的长度是一个系统参数。在实验中我们可以把它设置为一个比较小的数，例如3。

2．目录：我们的文件系统中仅设置一个目录，该目录包含文件系统中的所有文件。除了不需要显示地创建和删除之外，目录在很多方面和普通文件相像。目录对应0 号文件描述符。初始状态下，目录中没有文件，所有，目录对应的描述符中记录的长度应为0，而且也没有分配磁盘块。每创建一个文件，目录文件的长度便增加一分。目录文件的内容由一系列的目录项组成，其中每个目录项由如下内容组成：

? 文件名

? 文件描述符序号

3.对文件的操作：

文件系统需提供如下函数；create, destroy, open, read, write。 ? create(filename): 根据指定的文件名创建新文件。 ? destroy(filename): 删除指定文件。

? open(filename): 打开文件。该函数返回的索引号可用于后续的read, write, lseek, 或close 操作。

? close(index): 关闭制定文件。

? read(index, mem_area, count): 从指定文件顺序读入count 个字节mem_area 指定的内存位

置。读操作从文件的读写指针指示的位置开始。

? write(index, mem_area, count): 把mem_area 指定的内存位置开始的count 个字节顺序写入指定文件。写操作从文件的读写指针指示的位置开始。

? lseek(index, pos): 把文件的读写指针移动到pos 指定的位置。pos是一个整数，表示从文件开始位置的偏移量。文件打开时，读写指针自动设置为0。每次读写操作之后，它指向最后被访问的字节的下一个位置。lseek 能够在不进行读写操作的情况下改变读写指针能位置。 ? directory: 列表显示所有文件及其长度。

三．实验过程

创建文件create：

此时显示文件中的文件：

文件的删除delete:

打开文件（open）:

文件的写操作（write）:

读文件（read）:

关闭文件（close）:

退出系统（exit）:

四．实验代码

#include #include #include #include #define NULL 0

typedef struct mdf{//MDF结构体 char username[20];//用户名 char filename[20];//文件名 struct mdf *next; }MDF;

typedef struct ufd{//UFD结构体 char filename[20];//文件名 int protect;//文件保护码 unsigned int length;//文件长度 struct ufd *next; }UFD;

typedef struct afd{//AFD结构体 char filename[20];//文件名 int protect;//文件保护码 unsigned int point;//文件读写指针 struct afd *next; }AFD;

MDF *pmdf;//全局链表头指针 UFD *pufd; AFD *pafd;

char UserUFD[20];//已经登陆成功的用户名

void initMDF()//初始化MDF表 { FILE *fp; pmdf= (MDF*)malloc(sizeof(MDF)); MDF *p = pmdf; if((fp = fopen(\打开MDF文件 puts(\ exit(1); } while (!feof(fp)){//把MDF文件中的内容装入链表 p->next = (MDF*)malloc(sizeof(MDF)); p = p->next; fscanf(fp, \ fscanf(fp, \ } p->next = NULL; fclose(fp); }

void printUFD()//打印MDF表 { UFD *p = pufd->next; puts(\文件名\\t\\t保护码\\t\\t文件长度\\n\ while (p){ printf(\ printf(\ printf(\ p=p->next; }

}

void initUFD(char *name)//初始化UFD表 { FILE *fp; pufd= (UFD*)malloc(sizeof(UFD)); UFD *p = pufd; if((fp = fopen(name, \ puts(\ exit(1); } while (!feof(fp)){//建立UFD链表 p->next = (UFD*)malloc(sizeof(UFD)); p = p->next; fscanf(fp, \ fscanf(fp, \ fscanf(fp, \ fgetc(fp); } p->next = NULL; fclose(fp); }

int checkuser()//检测登陆的用户名 { char username[20]; while(1){ puts(\请输入用户名: \\n\ scanf(\ MDF *p = pmdf; while(p){ if(strcmp(username, p->username) == 0){ strcpy(UserUFD, p->filename); initUFD(p->filename); printUFD(); return 1; } p= p->next; } puts(\同户名不存在\\n\

} }

void initAFD()//初始化AFD { pafd = (AFD*)malloc(sizeof(AFD)); pafd->next = NULL; }

bool create()//创建文件命令 { char filename[20]; UFD *p = pufd->next; AFD *pa = pafd; puts(\请输入要创建的文件名: \\n\ scanf(\ while (p){ if(strcmp(filename, p->filename) == 0){ puts(\此文件已经存在了!\\n\ return 0; } if(!p->next) break; p= p->next; } p->next = (UFD*)malloc(sizeof(UFD)); p=p->next; strcpy(p->filename, filename); p->protect = 2; p->length = 0; p->next = NULL; while(pa->next){//创建文件后加入到AFD pa=pa->next; } pa->next = (AFD*)malloc(sizeof(AFD)); pa = pa->next; strcpy(pa->filename ,filename); pa->protect = 2; pa->point = 0; pa->next = NULL;

return 1; }

bool _delete()//删除文件命令 { char filename[20]; puts(\请输入要删除的文件名: \\n\ scanf(\ UFD *p = pufd; UFD *temp; while (p->next){ if(strcmp(filename, p->next->filename) == 0){ temp = p->next; p->next = p->next->next; free(temp); printf(\文件%s删除成功!\\n\ return 1; } p= p->next; } puts(\要删除的文件不存在!\\n\ return 0; }

bool open()//打开文件命令 { char filename[20]; unsigned int protect; puts(\请输入要打开的文件名: \\n\ scanf(\ puts(\请输入要打开的文件保护类型: \\n\ scanf(\ UFD *p = pufd->next; AFD *pa = pafd->next; while (pa){ if(strcmp(filename, pa->filename) == 0){ printf(\文件%s已经打开!\\n\ return 1; } if(!pa->next) break;

pa = pa->next; } if(!pa) pa=pafd; while (p){ if(strcmp(filename, p->filename) == 0){ pa->next = (AFD*)malloc(sizeof(AFD)); pa = pa->next; strcpy(pa->filename , p->filename); pa->protect = protect; if(protect == 1) pa->point = 0; else pa->point = p->length; pa->next=NULL; printf(\文件%s已经打开!\\n\ return 1; } p= p->next; } puts(\要打开的文件不存在!\\n\ return 0; }

void close()//关闭文件命令 { char filename[20]; UFD *pu = pufd->next; puts(\请输入要关闭的文件名: \\n\ scanf(\ AFD *p = pafd; AFD *temp; while (p&&p->next){ if(strcmp(filename, p->next->filename) == 0){ temp = p->next; p->next = p->next->next; if(temp->protect == 2){ while(pu){ if(strcmp(temp->filename, pu->filename) == 0){ pu->length =temp->point; break;

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