操作系统课程设计文件系统的实现.docx

1、操作系统课程设计文件系统的实现课 程 设 计 报 告( 20 -20 年度第 学期)课程名称: 操作系统实验 课设题目: 文件系统的实现 院 系: 控制与计算机工程学院 班 级: 姓 名: 指导教师: 设计周数: 一周 成 绩: 20 年 月 日设计报告内容1、需求分析用C或C+编写和 调试一个文件系统，功能使用命令行的方式实现。模拟文件管理的工作过程。加深理解文件系统的内部功能和内部实现。用内存模拟磁盘用结构体数组描述个不同的磁盘区域。磁盘的存取单元是磁盘块，一个盘块的大小是64字节。每个目录项16个字节，目录项下只允许建立4个子目录或者文件。i-node位图1块64个字节，共512位，可以

2、描述512个i-node的使用情况。i-node的长度是16字节。文件超过两个盘块会用到一级索引。每个以及索引盘块（64字节）可以包含16个盘块号。文件包含目录文件和文本文件。实现Format,Mkfile,Mkdir,Cd,Delfile,Deldir,Dir,Copy,Open,Viewinodebitmap,Viewblockbitmap等功能。二、整体功能及设计（功能划分及流程图）1、数据结构：struct DirectoryEntry /目录项 char name8; /文件或目录名 int dirid; /目录标志(0为文件,1为目录) int inodenumber; /i-no

3、de编号;struct DirectoryEntryInBlock DirectoryEntry de4; /每个目录项大小为16字节，64字节空间最多可以存储4个目录项 int num; /磁盘块存储的目录项数目;struct indexaddressstruct int indexaddress16; /每个索引块大小为4字节，64字节空间最多可以存储16个索引块号 int num; /索引块存储的索引数目;union Block /单个盘块64个字节大小可以存储文件内容或者存储目录项或者存储索引块号 char space64; /空间大小为64个字节用于存储文件内容 DirectoryE

4、ntryInBlock deib; indexaddressstruct ias; ;struct inodeStruct /i-node结构 int blockamount; /盘块数 int directblockaddress1,directblockaddress2; /直接盘块地址*2 int stairindexaddress; /一级索引地址;struct DiskBlock /磁盘布局 DirectoryEntry rootdirectory4; /根目录,最多4个目录项 char inodebitmap512; /512个i-node状态 char blockbitmap10

5、24; /1024个磁盘块状态 inodeStruct inode512; /512个i-node存储区 Block datablock1024; /数据块存储区;static DiskBlock db; /全局磁盘变量int rootdirectoryamount; /用于记录根目录的使用数目，最大为4int inodeamount; /用于记录i-node的使用数目，最大为512int datablockamount; /用于记录数据块的使用数目，最大为1024int spaceamount; /用于记录数据块中64位字节的使用数目，最大为64DirectoryEntry filelist

6、500; /用于记录文件方便遍历检索DirectoryEntry directorylist500; /用于记录目录方便int fileamount; /用于记录文件数目int directoryamount; /用于记录目录的数目char localposition8; /用于记录当前位置 2、文件系统相关图（1）文件系统简单结构图如图1所示。图1 文件系统简单结构图（2）磁盘构成示意图如图2所示图2 磁盘构成示意图（3）文件构成图如图3所示。文件或目录名目录标志I-node编号图3 文件构成图（4）I-node构成图如图4所示。图4 I-node构成图三、编程实现：（主要功能代码及解释）v

7、oid Format() /初始化 int i,j; for(i=0;i4;i+) memset(db.rootdirectoryi.name,0,8); /给文件或目录名初始化 db.rootdirectoryi.dirid=-1; db.rootdirectoryi.inodenumber=-1; for(i=0;i512;i+) db.inodebitmapi=0; db.inodei.blockamount=0; db.inodei.directblockaddress1=-1; db.inodei.directblockaddress2=-1; db.inodei.stairinde

8、xaddress=-1; for(i=0;i1024;i+) db.blockbitmapi=0; memset(db.datablocki.space,0,64); /给单个盘块的64字节空间初始化 db.datablocki.deib.num=0; db.datablocki.ias.num=0; for(j=0;j4;j+) db.datablocki.deib.dej.inodenumber=-1; for(j=0;j4;j+) db.datablocki.ias.indexaddressj=-1; for(i=0;i500;i+) memset(filelisti.name,0,8)

9、; filelisti.dirid=-1; filelisti.inodenumber=-1; memset(directorylisti.name,0,8); directorylisti.dirid=-1; directorylisti.inodenumber=-1; rootdirectoryamount=0; inodeamount=0; datablockamount=0; spaceamount=0; fileamount=0; directoryamount=0; strcpy(localposition,Root);void Mkfile() /创建文件 char filena

10、me8,path10; printf(文件名称：); scanf(%s,filename); printf(文件路径：); scanf(%s,path); if(strcmp(path,Root)=0) if(rootdirectoryamount4) strcpy(db.rootdirectoryrootdirectoryamount.name,filename); db.rootdirectoryrootdirectoryamount.dirid=0; db.rootdirectoryrootdirectoryamount.inodenumber=inodeamount; db.inode

11、inodeamount.blockamount=1; db.inodeinodeamount.directblockaddress1=datablockamount; db.inodebitmapinodeamount=1; db.blockbitmapdatablockamount=1; filelistfileamount=db.rootdirectoryrootdirectoryamount; rootdirectoryamount+; inodeamount+; datablockamount+; fileamount+; printf(文件创建成功n); else printf(创建

12、失败，根目录已满n); else for(int i=0;i4) printf(创建失败，该目录已满n); break; else strcpy(db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnum.name,filename); db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnum.dirid=0; db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumb

13、er.directblockaddress1.deib.detnum.inodenumber=inodeamount; db.inodeinodeamount.blockamount=1; db.inodeinodeamount.directblockaddress1=datablockamount; db.inodebitmapinodeamount=1; db.blockbitmapdatablockamount=1; filelistfileamount=db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.

14、deib.detnum; inodeamount+; datablockamount+; fileamount+; db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.num+; printf(文件创建成功n); break; if(i=directoryamount) printf(创建失败，路径有误n); void Mkdir() /创建目录 char directoryname8,path10; printf(目录名称：); scanf(%s,directoryname); printf(目录路径

15、：); scanf(%s,path); if(strcmp(path,Root)=0) if(rootdirectoryamount4) strcpy(db.rootdirectoryrootdirectoryamount.name,directoryname); db.rootdirectoryrootdirectoryamount.dirid=1; db.rootdirectoryrootdirectoryamount.inodenumber=inodeamount; db.inodeinodeamount.blockamount=1; db.inodeinodeamount.direct

16、blockaddress1=datablockamount; db.inodebitmapinodeamount=1; db.blockbitmapdatablockamount=1; directorylistdirectoryamount=db.rootdirectoryrootdirectoryamount; rootdirectoryamount+; inodeamount+; datablockamount+; directoryamount+; printf(目录创建成功n); else printf(创建失败，根目录已满n); else for(int i=0;i4) print

17、f(创建失败，该目录已满n); break; else strcpy(db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnum.name,directoryname); db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnum.dirid=1; db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnu

18、m.inodenumber=inodeamount; db.inodeinodeamount.blockamount=1; db.inodeinodeamount.directblockaddress1=datablockamount; db.inodebitmapinodeamount=1; db.blockbitmapdatablockamount=1; directorylistdirectoryamount=db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.detnum; inodeamoun

19、t+; datablockamount+; directoryamount+; db.datablockdb.inodedirectorylisti.inodenumber.directblockaddress1.deib.num+; printf(目录创建成功n); break; if(i=directoryamount) printf(创建失败，路径有误n); void Cd() /更改当前目录项 printf(请输入当前目录为：); scanf(%s,localposition); printf(当前目录位置修改成功n);void Delfile() /删除文件 char filenam

20、e8; int i,j,k,flag; printf(请输入要删除的文件的名称：); scanf(%s,filename); for(k=0;krootdirectoryamount;k+) if(strcmp(db.rootdirectoryk.name,filename)=0) memset(db.rootdirectoryk.name,0,8); db.rootdirectoryk.dirid=-1; db.rootdirectoryk.inodenumber=-1; break; for(k=0;kdirectoryamount;k+) for(j=0;jdb.datablockdb.

21、inodedirectorylistk.inodenumber.directblockaddress1.deib.num;j+) if(strcmp(db.datablockdb.inodedirectorylistk.inodenumber.directblockaddress1.deib.dej.name,filename)=0) memset(db.datablockdb.inodedirectorylistk.inodenumber.directblockaddress1.deib.dej.name,0,8); db.datablockdb.inodedirectorylistk.in

22、odenumber.directblockaddress1.deib.dej.dirid=-1; db.datablockdb.inodedirectorylistk.inodenumber.directblockaddress1.deib.dej.inodenumber=-1; break; for(i=0;ifileamount;i+) if(strcmp(filename,filelisti.name)=0) flag=i; if(db.inodefilelisti.inodenumber.blockamount=1) memset(db.datablockdb.inodefilelis

23、ti.inodenumber.directblockaddress1.space,0,64); db.inodefilelisti.inodenumber.blockamount=0; db.inodebitmapfilelisti.inodenumber=0; db.blockbitmapdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1=0; db.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1=-1; printf(文件删除成功n); break; else if(db.inodefilelis

24、ti.inodenumber.blockamount=2) memset(db.datablockdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1.space,0,64); memset(db.datablockdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2.space,0,64); db.inodefilelisti.inodenumber.blockamount=0; db.inodebitmapfilelisti.inodenumber=0; db.blockbitmapdb.inode

25、filelisti.inodenumber.directblockaddress1=0; db.blockbitmapdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2=0; db.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1=-1; db.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2=-1; printf(文件删除成功n); break; else int temp=db.inodefilelisti.inodenumber.blockamount-

26、2; memset(db.datablockdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1.space,0,64); memset(db.datablockdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2.space,0,64); db.inodefilelisti.inodenumber.blockamount=0; db.inodebitmapfilelisti.inodenumber=0; db.blockbitmapdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1=0; db.blockbitmapdb.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2=0; db.blockbitmapdb.inodefilelisti.inodenumber.stairindexaddress=0; db.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress1=-1; db.inodefilelisti.inodenumber.directblockaddress2=-1; for(int j=0;jtemp;j+) int temp1=db.data