实验四 文件系统 实验报告Word文档下载推荐.docx
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引导区
9
0x00000200
0x000013FF
FAT区
10
0x00001400
0x000025FF
FAT备份区
19
12
0x00002600
0x00003DFF
根目录区
31
-
0x00003E00
文件数据区
其中，引导区中储存着一些基本的信息。
例如，0x0000000B和0x0000000C两个字节保存着每个扇区的大小，0x0000000D保存着每个簇占用多少个扇区。
FAT区中储存着簇号。
在0x00000200开始的三个字节，分别储存设备类型标记（0xF0为软盘）；
第二个第三个字节均为0xFF，是FAT标识符。
在FAT12文件系统中，每个簇占用12位，即1.5个字节。
簇号与地址的对应关系如下表：
地址偏移
000
001
002
003
004
005
簇序号
一个簇号跨越两个字节，每次读取簇号时读取两个字节，然后对读出的两个字节进行位运算处理，得到下一簇的簇序号。
注意，这里同样需要对高低位进行处理，即使用位计算的方式提取相应的簇号信息。
根据上述的原理，可以得出一个函数，以一个簇号为参数，返回值为文件下一个簇号。
代码如下：
intgetNextClutserId（FILE*fp,shortclusterId）
{
unsignedshorttmp,low=0,high=0;
;
intaddress=（clusterId*3/2）+0x0000200;
fseek（fp,address,SEEK_SET）;
fread（（void*）（&
tmp）,1,sizeof（unsignedshort）,fp）;
low=（（tmp&
0xFFF0）>
>
4）;
high=tmp&
0x0FFF;
return（clusterId%2==0?
high:
low）;
}
其中，fp是用于读取文件系统的文件流，clusterID是当前簇号，返回值是下一个簇号。
函数体的第二句代码，计算出当前簇号对应的地址，用于文件指针的定位。
第三句代码是根据第二句计算得到的地址对文件指针进行定位，定位到当前簇号所对应的信息处。
第四句代码是从文件指针的位置为起始位置读入两个字节的内容（fread会自动对高低字节位进行处理）。
并把这两个字节的信息储存到tmp变量之中。
例如，读取002簇号的下一个簇号，根据公式，计算得到的address是0x00000203，读取到0x00000203和0x00000204两个字节的内容。
我们需要的是0x00000203整个字节的内容和0x00000204的高四位，所以需要跟0xFFF0进行位与运算，并向右移四位，得到下一个簇号。
同样地，读取003簇号的下一个簇号，根据公式，计算得到的address是0x00000204，读取到0x00000204和0x00000205两个字节的内容，我们需要的是0x00000205整个字节的内容和0x00000204第四位的内容，所以需要跟0x0FFF进行位与运算，得到下一个簇号。
所以代码中需要对簇号的奇偶性进行判断，跟根据奇偶性的不同返回不同的值。
在根目录中，保存着根目录下面的文件或文件夹的信息。
每个文件或者文件夹的信息使用32个字节保存。
这些内容的含义如下表：
地址
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
D
E
F
内容
文件名
扩展名
属性
保留位
时间
日期
首簇号
文件大小
这里可以看出点问题，FAT中采用4个字节保存文件的大小，也就是说，文件的大小不能超过232字节，也就是4G；
文件名和扩展名采用了固定长度，分别为8和3，太长的文件名在FAT中是不允许的。
其中，文件名的第一个字节还有其他的意义，例如，当文件名的第一个字节为0x00时，表示这一项没有文件；
为0xE5时，则表示这个文件已经被删除，在编码时应该忽略这个文件。
文件的属性采用一个字节，也就是8个位来表示文件的6种属性，最高两位是保留位，没有实际意义。
这个字节的定义为：
位
保留
归档
目录
卷标
系统
隐藏
只读
在列出文件列表时，对各个位进行位与运算以后，对结果进行判断，从而得出相应的属性值，根据上表，可以得出一个函数，参数是表示文件属性的那个字节，返回值是一个以字符方式显示文件属性的一个字符串
char*formatAttribute（charattribute）
char*result=（char*）malloc（sizeof（char）*7）;
result[0]=（（attribute&
0x01）==0x01）?
'
r'
:
-'
result[1]=（（attribute&
0x02）==0x02）?
h'
result[2]=（（attribute&
0x04）==0x04）?
s'
result[3]=（（attribute&
0x08）==0x08）?
l'
result[4]=（（attribute&
0x10）==0x10）?
d'
result[5]=（（attribute&
0x20）==0x20）?
f'
result[6]='
\0'
returnresult;
因为文件属性有6种，需要6个字符分别存放六种属性，第7位则用于储存字符串的结束标记’\0’，确保输出的时候不会产生乱码。
这个函数代码是通过位与运算对文件的各个属性进行判断，并在相应的字符位用字符或者’-’填充，最后把字符串返回。
时间和日期都采用的是压缩储存，储存时间两个字节的各位含义如下：
15
14
13
11
时（0-23）
分（0-59）
两秒（0-29）
储存日期两个字节的各位含义如下：
距离1980年的年数（0-119）
月（1-12）
日（1-31）
注：
日期和时间都需要对高低字节进行交换然后再读取。
实验中使用fread方法会自动进行交换。
根据上面的原理，可以得出这样的一个函数，这个函数以表示日期和时间的两个原始值作为参数输入，返回的是一个格式形如”xxxx-xx-xxxx:
xx:
xx”的字符串，这个函数的代码如下：
char*formatDatetime（shortdate,shorttime）
intyear,month,day,hour,minute,second;
char*result=（char*）malloc（sizeof（char）*20）;
year=1980+（（date&
0xE000）>
9）;
month=（（date&
0x01E0）>
5）;
day=（date&
0x001F）;
hour=（（time&
0xF800）>
11）;
minute=（（time&
0x07E0）>
second=（（time&
0x001F）<
<
1）;
sprintf（result,"
%d-%d%d-%d%d%d%d:
%d%d:
%d%d"
year,month/10,month%10,day/10,day%10,
hour/10,hour%10,minute/10,minute%10,
second/10,second%10）;
函数的第一句，第二句是为函数运行过程中需要临时储存的数据分配储存空间，随后就是根据上述的原理，进行位与运算和移位操作，得到各项的时间属性。
最后通过sprintf函数对各个属性按照固定的格式输出到字符串之中并返回。
首簇号，指的是这个文件储存在磁盘的第一个簇的簇号，也就是文件存放的具体地址。
同样地，需要对簇号的两个字节进行高低位交换。
最后一个是文件大小，需要对四个字节进行高低字节交换，得到文件大小。
在实验中，会通过read函数每次读入32个字节，即读取FAT表中的每一项，在输出文件信息时予以分析。
另外，每个目录中都包含两个虚拟目录，文件名分别为’.’和’..’，分别表示当前目录和上一级目录。
在目录的处理时需要对其进行判断，避免在进行子目录迭代显示时进入死循环。
综上所述，可以得出从文件段中读出文件信息的源码。
下面的是一些在读取过程中所使用的一些数据结构：
structfile_info{
charfilename[8];
charextname[3];
charattributes;
charreserved[10];
shorttime;
shortdate;
shortpos;
intsize;
};
上面是表示文件信息原始信息的结构体，每个成员变量对应一个属性。
structfile_info_node{
intid;
structfile_info*info;
structfile_info_node*next;
这个文件信息链表的结点，相应地，在实验中定义了file_list_new_info方法，将文件信息添加到链表之中。
同时，为了避免递归调用，在实验中，通过一个队列的方式实现列出所有子目录文件的功能。
在下面代码中，content_char是一个指向储存上述文件结构的指针，content->
size是file_content中表示文件大小的一个整型变量，用于计算文件夹中最大文件数量，newInfo是一个file_info结构体的指针，用于储存读取到的文件信息原始值。
先把一个文件信息的原始信息从文
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