完整word版杭州电子科技大学简单文件系统的实现的实验报告Word格式.docx
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1.通过具体的文件爱你存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部数据结、功能及实现过程的理解
二，设计要求
1.在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储分区，在其上实现一个简单的基于多级目录的但用户单任务系统的文件系统。
在退出文件系统的使用时，应将虚拟文件系统一个Windows文件的方式保存到磁盘中，以便下次再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中
2.文件存储空间的分配可采用显示链接分配或其它方法
3.空闲磁盘空间的管理可选择位示图或其它方法
4.文件目录结构采用多级目录结构
5.需要提供一以下操作命令
i.Format
ii.Mkdir
iii.Rmdir
iv.Ls
v.Cd
vi.Create
vii.Open
viii.Close
ix.Write
x.Read
xi.Rm
xii.Exit
三，程序设计思想以及总流程图
1.程序设计思想
i.首先，在文件系统启动时，申请一块较大的内存，用来当作文件系统的磁盘空间
ii.然后，对其进行格式化，虚拟磁盘的空间布局是仿照FAT16文件系统，结构如下：
1块2块2块995块
引导块FAT1FAT2数据区
格式化时，主要包括引导块，FAT1，FAT2，的一些初始化工作
例如设置文件魔数，文件系统的信息，FAT1，FAT2的信息等等
iii.根据用户输入的命令，调用对应的函数.
2.程序流程图
文件系统存在
文件系统不存在
等待用户输入命令
。
。
四，系统关键数据结构
（1）文件控制块FCB
用于记录文件的描述和控制信息，每个文件设置一个FCB，它也是文件的目录项的内容。
typedefstructFCB//仿照FAT16设置的
{
charfilename[8];
//文件名
charexname[3];
//文件扩展名
unsignedcharattribute;
//文件属性字段：
为简单起见，我们只为文件设置了两种属性：
//值为0时表示目录文件，值为1时表示数据文件
unsignedshorttime;
//文件创建时间
unsignedshortdata;
//文件创建日期
unsignedshortfirst;
//文件起始盘块号
unsignedlonglength;
//文件长度（字节数）
charfree；
//表示目录项是否为空，若值为0，表示空，值为1，表示已分配
}fcb;
（2）文件分配表FAT
typedefstructFAT
unsignedshortid;
}fat;
（3）用户打开文件表USEROPEN
当打开一个文件时，必须将文件的目录项中的所有内容全部复制到内存中，同时还要记录有关文件操作的动态信息，如读写指针的值等。
在本实例中实现的是一个用于单用户单任务系统的文件系统，为简单起见，我们把用户文件描述符表和内存FCB表合在一起，称为用户打开文件表，表项数目为10，即一个用户最多可同时打开10个文件。
然后用一个数组来描述，则数组下标即某个打开文件的描述符。
另外，我们在用户打开文件表中还设置了一个字段“chardir[80]”，用来记录每个打开文件所在的目录名，以方便用户打开不同目录下具有相同文件名的不同文件。
typedefstructUSEROPEN
//文件属性：
值为0时表示目录文件，值为1时表示数据文件
//文件长度（对数据文件是字节数，对目录文件可以是目录项个数）
charfree；
//前面内容是文件的FCB中的内容。
//下面设置的dirno和diroff记录了相应打开文件的目录项在父目录文件中的位置，//这样如果该文件的fcb被修改了，则要写回父目录文件时比较方便
intdirno;
//相应打开文件的目录项在父目录文件中的盘块号
intdiroff；
//相应打开文件的目录项在父目录文件的dirno盘块中的目录项序号
chardir[MAXOPENFILE][80];
//相应打开文件所在的目录名，这样方便快速检查出
//指定文件是否已经打开
intcount;
//读写指针在文件中的位置
charfcbstate;
//是否修改了文件的FCB的内容，如果修改了置为1，否则为0
chartopenfile;
//表示该用户打开表项是否为空，若值为0，表示为空，否则表示已
//被某打开文件占据
}useropen;
（4）引导块BLOCK0
在引导块中主要存放逻辑磁盘的相关描述信息，比如磁盘块大小、磁盘块数量、文件分配表、根目录区、数据区在磁盘上的起始位置等。
如果是引导盘，还要存放操作系统的引导信息。
本实例是在内存的虚拟磁盘中创建一个文件系统，因此所包含的内容比较少，只有磁盘块大小、磁盘块数量、数据区开始位置、根目录文件开始位置等。
typedefstructBLOCK0//引导块内容
//存储一些描述信息，如磁盘块大小、磁盘块数量、最多打开文件数等、
charinformation[200];
unsignedshortroot;
//根目录文件的起始盘块号
unsignedchar*startblock;
//虚拟磁盘上数据区开始位置
}block0;
4．全局变量定义
（1）unsignedchar*myvhard：
指向虚拟磁盘的起始地址
（2）useropenopenfilelist[MAXOPENFILE]：
用户打开文件表数组
（3）useropen*ptrcurdir：
指向用户打开文件表中的当前目录所在打开文件表项的位置；
（4）charcurrentdir[80]：
记录当前目录的目录名（包括目录的路径）
（5）unsignedchar*startp：
记录虚拟磁盘上数据区开始位置
5．虚拟磁盘空间布局
由于真正的磁盘操作需要涉及到设备的驱动程序，所以本实例是在内存中申请一块空间作为虚拟磁盘使用，我们的文件系统就建立在这个虚拟磁盘上。
虚拟磁盘一共划分成1000个磁盘块，每个块1024个字节，其布局格式是模仿FAT文件系统设计的，其中引导块占一个盘块，两张FAT各占2个盘块，剩下的空间全部是数据区，在对虚拟磁盘进行格式化的时候，将把数据区第1块（即虚拟磁盘的第6块）分配给根目录文件，如图3-3所示：
图3-3虚拟磁盘空间布局
五，系统详细设计、
1，格式化磁盘
//磁盘格式化函数
voidmy_format（）
block0*b0;
unsignedchar*p;
fat*fat1,*fat2;
inti;
fcb*root,*root0;
time_trawtime;
structtm*timeinfo;
FILE*fp;
printf（"
Startformatfilesystem...\n"
）;
//将虚拟磁盘第一个块作为引导块
b0=（block0*）myvhard;
//文件系统的魔数
memcpy（b0->
magic_number,"
10101010"
8）;
//文件系统的描述信息
strcpy（b0->
infomation,"
MyFileSystemV1.0\n"
b0->
root=5;
startblock=myvhard+5*BLOCKSIZE;
//建立两张完全一样的FAT表
p=myvhard;
fat1=（fat*）（p+BLOCKSIZE）;
//第1个块
fat2=（fat*）（p+3*BLOCKSIZE）;
//第3个块
for（i=0;
i<
5;
i++）
{
//前5个块是设置为已分配
fat1[i].id=END;
fat2[i].id=END;
}
for（;
SIZE/BLOCKSIZE;
//后995个设置为空闲
fat1[i].id=FREE;
fat2[i].id=FREE;
fat1[5].id=END;
//根目录文件使用
fat2[5].id=END;
//创建根目录文件root，将数据区第1块（即虚拟磁盘的第6块）分配给根目录文件
//在该磁盘块中创建两个特殊的目录项：
“.”和“..”，其内容除了文件名不同之外，其他字段完全相同
p+=5*BLOCKSIZE;
root=（fcb*）p;
memset（root,0,BLOCKSIZE）;
//创建目录项'
.'
strcpy（root->
filename,"
."
//根目录文件名
exname,"
di"
//根目录文件拓展名
root->
attribute=0;
rawtime=time（NULL）;
//获取时间，以秒计，从1970年1月1日起算，存于rawtime
timeinfo=localtime（&
rawtime）;
//转为当地时间
time=timeinfo->
tm_hour*2048+timeinfo->
tm_min*32+timeinfo->
tm_sec/2;
//文件创建时间
date=（timeinfo->
tm_year-80）*512+（timeinfo->
tm_mon+1）*32+timeinfo->
tm_mday;
//文件创建创建日期
first=5;
//文件起始盘块号
length=2*sizeof（fcb）;
free=1;
//复制目录项'
为'
..'
root0=root+1;
memcpy（root0,root,sizeof（fcb））;
strcpy（root0->
.."
root0++;
for（i=2;
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