1、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ldiskLB 构建磁盘模型，其
2、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，
3、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(filena
4、me): 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
5、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 0typedef st
6、ruct mdf/MDF结构体char username20;/用户名char filename20;/文件名struct mdf *next;MDF;typedef struct ufd/UFD结构体char filename20;/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 filename20;/文件名int protect;/文件保护码unsigned int point;/文件读写指针struct afd *next;AFD;MDF
7、*pmdf;/全局链表头指针UFD *pufd;AFD *pafd;char UserUFD20;/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(MDF, r+) = NULL)/打开MDF文件puts(the MDF cannot open!n);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, %s,
8、 p-username);fscanf(fp, %s, p-filename);p-next = NULL;fclose(fp);void printUFD()/打印MDF表UFD *p = pufd-next;puts(文件名tt保护码tt文件长度n);while (p)printf(%s, p-filename);printf(tt%d , p-protect);printf(tt%dn, p-length);p=p-next;void initUFD(char *name)/初始化UFD表FILE *fp;pufd= (UFD*)malloc(sizeof(UFD);UFD *p = p
9、ufd;if(fp = fopen(name, r+) = NULL)puts(the UFD cannot open!n);exit(1);while (!feof(fp)/建立UFD链表p-next = (UFD*)malloc(sizeof(UFD);p = p-next;fscanf(fp, %s, p-filename);fscanf(fp, %d, &p-protect);fscanf(fp, %d, &p-length);fgetc(fp);p-next = NULL;fclose(fp);int checkuser()/检测登陆的用户名char username20;while
10、(1)puts(请输入用户名: n);scanf(%s, username);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AFDpafd = (AFD*)malloc(sizeof(AFD);pafd-next = NULL;bool create()/创建文件命令char filename20;UFD *
11、p = pufd-next;AFD *pa = pafd;puts(请输入要创建的文件名: n);scanf(%s, filename);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
12、加入到AFDpa=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 filename20;puts(请输入要删除的文件名: n);scanf(%s, filename);UFD *p = pufd;UFD *temp;while (p-next)if(strcmp(filename, p-next-filename) =
13、 0)temp = p-next;p-next = p-next-next;free(temp);printf(文件%s删除成功!n, filename);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 filename20;unsigned int protect;puts(请输入要打开的文件名: n);scanf(%s, filename);puts(请输入要打开的文件保护类型: n);scanf(%d, &protect);UFD *p = pufd-next;AFD *pa = pafd-next
14、;while (pa)if(strcmp(filename, pa-filename) = 0)printf(文件%s已经打开!n,filename);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-poin
15、t = 0;elsepa-point = p-length;pa-next=NULL;printf(文件%s已经打开!n,filename);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 filename20;UFD *pu = pufd-next;puts(请输入要关闭的文件名: n);scanf(%s, filename);AFD *p = pafd;AFD *temp;while (p&p-next)if(strcmp(filename, p-next-filename) = 0)temp =
16、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;pu = pu-next;free(temp);printf(文件%s关闭成功!n, filename);return ;p= p-next;puts(要关闭的文件没有被打开!n);int read()/读文件命令char filename20;unsigned int length;AFD *p = pafd-next;puts(请输入要读的
17、文件名: n);scanf(%s, filename);puts(请输入要读的长度n);scanf(%d, &length);while (p)if(strcmp(filename, p-filename) = 0)p-point += length;printf(文件%s读取成功!n, filename);return 1;p= p-next;puts(读取失败文件没有打开过!n);return 0;int write()/写文件命令char filename20;unsigned int length;AFD *p = pafd-next;puts(请输入要写的文件名: n);scanf(
18、%s, filename);while (p)if(strcmp(filename, p-filename) = 0)if(p-protect != 2)printf(文件%s不可写!n, filename);return 0;puts(请输入要写的长度n);scanf(%d, &length);p-point += length;printf(文件%s写入成功!n, filename);return 1;p= p-next;puts(写入失败文件没有打开过!n);return 0;void destroy()/释放内存MDF *pm = pmdf;while(pm)pmdf = pmdf-n
19、ext;free(pm);pm = pmdf;AFD *pa = pafd;while(pa)pafd = pafd-next;free(pa);pa = pafd;UFD *pu = pufd;while(pu)pufd = pufd -next;free(pu);pu = pufd;void saveUFD()/保存UFD文件FILE *fp;UFD *p = pufd-next;if(fp = fopen(UserUFD, w) = NULL)puts(the UFD cannot open!n);exit(1);while (p)fprintf(fp, %s, n);fprintf(f
20、p, %s%s, p-filename,tt);fprintf(fp, %d%s, p-protect,tt);fprintf(fp, %d, p-length);p=p-next;fclose(fp);void exit()/推出系统AFD *pa = pafd-next;UFD *pu = pufd-next;while(pa)if(pa-protect = 2)while(pu)if(strcmp(pa-filename, pu-filename) = 0)pu-length = pa-point;break;pu = pu-next;pa =pa-next;saveUFD();prin
21、tUFD();destroy();void operate()/命令识别while(1)char command20;char name8 = create, delete, open, close,read, write,exit;puts(请输入命令: n);scanf(%s, command);if(strcmp(command, name0 ) = 0)create();else if(strcmp(command, name1 ) = 0)_delete();else if(strcmp(command, name2 ) = 0)open();else if(strcmp(comma
22、nd, name3 ) = 0)close();else if(strcmp(command, name4 ) = 0)read();else if(strcmp(command, name5 ) = 0)write();else if(strcmp(command, name6 ) = 0)exit();return;elseputs(无效命令，请重新输入:n);void print()puts(文件系统n);puts(*使用说明*:n);puts(本文件系统共有三个用户分别是user1 user2 user3n 系统命令有create, delete, open, close,read, write,exit nexit-退出系统);int main()print();initMDF();checkuser();initAFD();operate();/命令识别return 0;
