文件系统实验报告.docx
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文件系统实验报告
实验二文件系统
实验报告
1．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
#defineNULL0
typedefstructmdf{//MDF结构体
charusername[20];//用户名
charfilename[20];//文件名
structmdf*next;
}MDF;
typedefstructufd{//UFD结构体
charfilename[20];//文件名
intprotect;//文件保护码
unsignedintlength;//文件长度
structufd*next;
}UFD;
typedefstructafd{//AFD结构体
charfilename[20];//文件名
intprotect;//文件保护码
unsignedintpoint;//文件读写指针
structafd*next;
}AFD;
MDF*pmdf;//全局链表头指针
UFD*pufd;
AFD*pafd;
charUserUFD[20];//已经登陆成功的用户名
voidinitMDF（）//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（"theMDFcannotopen!
\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",p->username）;
fscanf（fp,"%s",p->filename）;
}
p->next=NULL;
fclose（fp）;
}
voidprintUFD（）//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（"%s",p->filename）;
printf（"\t\t%d",p->protect）;
printf（"\t\t%d\n",p->length）;
p=p->next;
}
}
voidinitUFD（char*name）//初始化UFD表
{
FILE*fp;
pufd=（UFD*）malloc（sizeof（UFD））;
UFD*p=pufd;
if（（fp=fopen（name,"r+"））==NULL）{
puts（"theUFDcannotopen!
\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）;
}
intcheckuser（）//检测登陆的用户名
{
charusername[20];
while
（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（）;
return1;
}
p=p->next;
}
puts（"同户名不存在\n"）;
}
}
voidinitAFD（）//初始化AFD
{
pafd=（AFD*）malloc（sizeof（AFD））;
pafd->next=NULL;
}
boolcreate（）//创建文件命令
{
charfilename[20];
UFD*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"）;
return0;
}
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;
return1;
}
bool_delete（）//删除文件命令
{
charfilename[20];
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）==0）{
temp=p->next;
p->next=p->next->next;
free（temp）;
printf（"文件%s删除成功!
\n",filename）;
return1;
}
p=p->next;
}
puts（"要删除的文件不存在!
\n"）;
return0;
}
boolopen（）//打开文件命令
{
charfilename[20];
unsignedintprotect;
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;
while（pa）{
if（strcmp（filename,pa->filename）==0）{
printf（"文件%s已经打开!
\n",filename）;
return1;
}
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",filename）;
return1;
}
p=p->next;
}
puts（"要打开的文件不存在!
\n"）;
return0;
}
voidclose（）//关闭文件命令
{
charfilename[20];
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=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"）;
}
intread（）//读文件命令
{
charfilename[20];
unsignedintlength;
AFD*p=pafd->next;
puts（"请输入要读的文件名:
\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）;
return1;
}
p=p->next;
}
puts（"读取失败文件没有打开过!
\n"）;
return0;
}
intwrite（）//写文件命令
{
charfilename[20];
unsignedintlength;
AFD*p=pafd->next;
puts（"请输入要写的文件名:
\n"）;
scanf（"%s",filename）;
while（p）{
if（strcmp（filename,p->filename）==0）{
if（p->protect!
=2）{
printf（"文件%s不可写!
\n",filename）;
return0;
}
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）;
return1;
}
p=p->next;
}
puts（"写入失败文件没有打开过!
\n"）;
return0;
}
voiddestroy（）//释放内存
{
MDF*pm=pmdf;
while（pm）{
pmdf=pmdf->next;
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;
}
}
voidsaveUFD（）//保存UFD文件
{
FILE*fp;
UFD*p=pufd->next;
if（（fp=fopen（UserUFD,"w"））==NULL）{
puts（"theUFDcannotopen!
\n"）;
exit
（1）;
}
while（p）{
fprintf（fp,"%s","\n"）;
fprintf（fp,"%s%s",p->filename,"\t\t"）;
fprintf（fp,"%d%s",p->protect,"\t\t"）;
fprintf（fp,"%d",p->length）;
p=p->next;
}
fclose（fp）;
}
voidexit（）//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（）;
printUFD（）;
destroy（）;
}
voidoperate（）//命令识别
{
while
（1）{
charcommand[20];
charname[][8]={"create","delete","open","close","read","write","exit"};
puts（"请输入命令:
\n"）;
scanf（"%s",command）;
if（strcmp（command,name[0]）==0）
create（）;
elseif（strcmp（command,name[1]）==0）
_delete（）;
elseif（strcmp（command,name[2]）==0）
open（）;
elseif（strcmp（command,name[3]）==0）
close（）;
elseif（strcmp（command,name[4]）==0）
read（）;
elseif（strcmp（command,name[5]）==0）
write（）;
elseif（strcmp（command,name[6]）==0）{
exit（）;
return;
}else
puts（"无效命令.请重新输入:
\n"）;
}
}
voidprint（）
{
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user1user2user3\n\
系统命令有create,delete,open,close,read,write,exit\
\nexit----------------------------------------退出系统"）;
}
intmain（）
{
print（）;
initMDF（）;
checkuser（）;
initAFD（）;
operate（）;//命令识别
return0;
}
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