c语言缓冲文件系统

文件： FAT.H

//微控设计网原创 www.Microcontrol.cn 作者: debug版主 typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16; typedef unsigned long uint32;

#pragma pack(1)

typedef struct {

uint8 BS_jmpBoot[3]; uint8 BS_OEMName[8]; uint16 BPB_BytesPerSec; uint8 BPB_SecPerClus; uint16 BPB_RsvdSecCnt; uint8 BPB_NumFATs; uint16 BPB_RootEntCnt; uint16 BPB_TotSec16; uint8 BPB_Media; uint16 BPB_FATSz16; uint16 BPB_SecPerTrk; uint16 BPB_NumHeads; uint32 BPB_HiddSec; uint32 BPB_TotSec32; uint8 BS_DrvNum; uint8 BS_Reservedl; uint

对于mfs文件系统也用了半年了，确实不错，最近又翻译了作者的三篇文章，再此一同发上，希望对大家有所帮助。不足之处还请指出，以便完善，谢谢！

MFS文件系统

官方的网络示意图是这样的：

MFS文件系统结构: 包含4种角色:

管理服务器managing server (master)

元数据日志服务器Metalogger server（Metalogger） 数据存储服务器data servers (chunkservers) 客户机挂载使用client computers

4种角色作用:

管理服务器:负责各个数据存储服务器的管理,文件读写调度,文件空间回收以及恢复.多节点拷贝

元数据日志服务器: 负责备份master服务器的变化日志文件，文件类型为changelog_ml.*.mfs，以便于在master server出问题的时候接替其进行工作

数据存储服务器:负责连接管理服务器,听从管理服务器调度,提供存储空间，并为客户提供数据传输.

客户端: 通过fuse内核接口挂接远程管理服务器上所管

Linux文件系统概述

什么是文件系统

文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。尽管内核是 Linux 的核心，但文件却是用户与操作系统交互所采用的主要工具。文件系统的作用就是在应用概念的文件和存储设备之间提供一个中间层，以使多个文件驻留在一个存储设备上，由文件系统来管理所有文件的存储。术语“文件系统”可以在 Linux 文件编制中互换使用，用于指代几个不同但相关的概念。除磁盘分区的具体实例外，文件系统还指代数据结构以及分区中文件的管理方法。

Linux 和 UNIX 中的基本文件存储单元都是磁盘分区，即将一个或多个硬盘的逻辑划分，操作系统将每个逻辑分区视为独立的磁盘。文件和文件管理系统处于在磁盘分区中。Linux将这些磁盘分区作为设备处理，进而通过/dev目录中的特殊文件使用文件I/O机制。文件系统将每个存储设备化为一系列目录，每个目录含有若干文件。在 Linux 中将一个文件系统与一个存储设备关联起来的过程称为挂装（mount）。使用 mount 命令将一个文件系统附着到当前文件系统层次结构中（/）。在执行挂装时，要提供文件系统类型、文件系统和一个挂装点。

# df -a

Filesystem 1K-

学习情境5 文件系统及文件管理

情境引入 某公司从事Linux嵌入式产品的研发工作，一位职员负责其中应用程序及相关文档的编写工作。在工作的过程中，需要对Linux环境下的文件系统比较了解，要会管理U盘、光盘等设备以便于文件的存储，对文件和目录的一些基本操作比较熟练。 5.1子学习情境：管理U盘及安装RPM包

任务描述

某公司职员正在进行一个“机顶盒”项目开发，经常在网上下载有关PDF格式的技术文档供参考，帮助自己解决项目开发中的技术难题。同时，为防止工作文档以外丢失，他还每天用U盘备份这些工作文档，有时也拷贝到家中的计算机上方便可能的加班工作。

任务实施流程

查看PDF文档 下载有关PDF文档 下载Adobe Reader的RPM包 安装Adobe Reader的RPM包 备份文档到U盘 任务准备 挂载U盘 浏览“相关资讯” 相关资讯

操作系统中负责管理和存储文件信息的模块称文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件、实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。从用户角度来看，文件系统为用户提供统一简洁的接

实验四 文件系统实验 实验目的

1) 掌握文件系统的工作机理。 2) 理解文件系统的主要数据结构。 3) 学习较为复杂的LINUX下的编程

实验内容

1)

设计并实现一个一级（单用户）文件系统程序 a.提供以下操作：

? 文件创建/删除接口命令create/delete ? 目录创建/删除接口命令mkdir/rmdir ? 显示目录内容命令ls b.创建的文件不要求格式和内容 2)

设计并实现一个二级文件系统程序 a.提供用户登录； b.文件、目录要有权限

实验结果及其解释说明

基本上实现了简单文件系统的实现。 创建并读写文件如下图所示：

打开文件、关闭文件、创建并显示子目录、删除子目录如下图所示：

实验中的问题及解决

首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都应以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。

由于对文件系统理解不够深刻，导致程序在一些原理上的迷糊不清，而时间较短，因此采取了简化的方法。在写程序的开始也没有做详细的规划，因此在程序的结构上有些混乱。在后期做了一些调整，但是整体还是有缺陷的。 另外程序只是很简单的实现了文件管理系统，只有一些非常简单的功能，而且功能考虑的也不尽全面、严谨，

难免会

例1：在某FAT16文件系统中，FAT表的每个表项用16位表示，每簇64扇区，扇区的大小为512字节。有一个文件，其起始簇号为0002H，如下图所示。 FAT表中的表目为FFFFH，表示该簇为文件的最后一簇；表目为0000H，表示该簇为空闲蔟。问： (1)该文件占用了多大的磁盘存储空间？

(2)若要为该文件再分配一蔟，请修改FAT表。

(3)该文件的第32769（十进制数）字节，在哪一簇中？ (4)该分区最大可为多少字节？其FAT占用多少存储空间？

(5)如果FAT不在内存，读2M字节大小的文件的最后一个字节，最多要读多少扇区，最少要读多少扇区?

答：（1）由上图可知，该文件占用了2、4、7簇，共96K字节。

（2）FAT表的0007H蔟的表项中改为0008H，0008H蔟的表项中改为FFFFH （3）32769=32768 + 1，故第32769字节在0004H簇中。 （4）分区最大为64K*32K=2G FAT表占128K, 256扇区

（5）2M文件占64簇，当蔟号在FAT中连续，可在一个扇区中中，则此时是最少的情况，只需要读2扇区，即读FAT一个扇区，文件最后一个字节1个扇区；当此文件的蔟号在FAT中分散在64个簇中时，即最多读64

例1：在某FAT16文件系统中，FAT表的每个表项用16位表示，每簇64扇区，扇区的大小为512字节。有一个文件，其起始簇号为0002H，如下图所示。 FAT表中的表目为FFFFH，表示该簇为文件的最后一簇；表目为0000H，表示该簇为空闲蔟。问： (1)该文件占用了多大的磁盘存储空间？

(2)若要为该文件再分配一蔟，请修改FAT表。

(3)该文件的第32769（十进制数）字节，在哪一簇中？ (4)该分区最大可为多少字节？其FAT占用多少存储空间？

(5)如果FAT不在内存，读2M字节大小的文件的最后一个字节，最多要读多少扇区，最少要读多少扇区?

答：（1）由上图可知，该文件占用了2、4、7簇，共96K字节。

（2）FAT表的0007H蔟的表项中改为0008H，0008H蔟的表项中改为FFFFH （3）32769=32768 + 1，故第32769字节在0004H簇中。 （4）分区最大为64K*32K=2G FAT表占128K, 256扇区

（5）2M文件占64簇，当蔟号在FAT中连续，可在一个扇区中中，则此时是最少的情况，只需要读2扇区，即读FAT一个扇区，文件最后一个字节1个扇区；当此文件的蔟号在FAT中分散在64个簇中时，即最多读64

93443794.doc - 1 -

Linux的文件系统分析

摘要：本文先简要介绍Linux文件系统的整体结构及主要数据结构，然后着重介绍Linux对缓冲块(buffer)的管理，最后再给出系统调用sys_open的实现流程及相关的数据结构。

一．Linux文件系统简介

LINUX操作系统支持多个不同的文件系统：ext,ext2,minix,umsdos,ncp,iso9660,hpfs,msdos,xia,fat,vfat,proc,nfs,smb,sysv,affs以及ufs。每一种文件系统都有自己的组织结构和文件操作函数，相互之间差别很大。LINUX对上述文件系统的支持是通过虚拟文件系统VFS的引入而实现的。

1. 文件系统管理

LINUX文件系统管理的最上层模块是文件系统。系统启动时，必首先装入“根”文件系统，然后根据/etc/fstab中指定，逐个建立文件系统。此外，用户也可以通过mount、umount操作，随时安装或卸载文件系统。

当装入一个文件系统时，应首先向系统核心注册该系统及其类型。当卸载一个文件系统时，应向核心申请注销该系统及类型。文件系统的注册和注销反映在以vfsmntlist为链头, vfsmnttail为链尾，

UNIX的文件系统

1、UNIX的磁盘文件系统结构： 引导块 超级块 i-索引结点表 文件数据区

2、引导块（块0）

块0不属于文件系统，通常用来存放启动计算机的代码。 3、超级块（块1）（UINX心脏） 磁盘块已用块数、数据块可用数、i索引结点长度等。

4、i-索引结点表 所有文件的结点号。 1-node 2-node … n-node

1-node 目录文件的索引结点。

计算机启动时把目录文件的i-node装入主存，成为活动i-node。

5、目录文件结构

14字节 2字节 文件名 i-node结点号

A

… …

6、i-node（索引结点） i节点是一个64字节长的表。

文件长度 修改时间 文件所有者 文件存取方式 文件类型 磁盘地址列表

7、磁盘地址列表(共有13个登记项)，也称为索引表（每个文件） 注意：索引表与索引结点表（超级块后面）的区别。 前10个块号（每个地址占4字节）是文件前10块的存放地址。这10个块号能给出一个至多10块长的文件的逻辑结构，文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序依次取相应的块。

当文件长于10块时又怎样呢?磁盘地址表中的第十一项给出一个块号，这个块号指出的块中含

河南财经政法大学 本科全日制 计算机与信息工程学院 Linux

2用户界面与Shell命令

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shell命令格式命令名 [选项] [参数1] [参数2]……(1)命令名由小写的英文字母构成，往往是 表示相应功能的英文单词或单词的缩写。 (2)其中方括号括起的部分表明该项对命令 行来说不是必须，即是可选的。 (3)选项是对命令的特别定义，以“-”开始， 多个选项可用一个“-”连起来

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(4)命令行的参数提供命令运行的信息或者是 命令执行过程中所使用的文件名。 (5)如果命令行中没有提供参数，命令将从标 准输入文件(即键盘)接收数据，输出结果显 示在标准输出文件(即显示器)上，而错误信 息则显示在标准错误输出文件(即显示器)上。 (6)命令在正常执行后返回一个0值，表示执 行成功；如果命令执行过程中出错，没有完成 全部工作，则返回一个非零值。

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键入命令(1)在shell提示符下，可以输入相应的命 令。(2)shell命令可以识别大小写，; (3)如果一个命令太长，一行放不下时