FAT文件系统操作系统课程设计实验报告.docx

1、FAT文件系统操作系统课程设计实验报告操作系统课程设计之三设计任务：模拟OS文件系统在任一OS（Window或者Dos；也可以是在Linux下，但要求能将结果演示给老师看）下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟OS文件系统。1、在现有机器硬盘上开辟10M（共10000个盘块，每盘块大小为1k）的硬盘空间（生成一个10M的用户文件SDisk.dat即可），作为设定的硬盘空间。2、编写一管理程序SDisk，对此空间进行管理，以模拟OS文件系统，要求：、盘块大小1k 、空闲盘块的管理：采用位示图法、文件空间管理：采用FAT（文件分配表），每个盘块号占2个字节、目录项管理：、每

2、个目录项占用32字节，其中前8个字节（0-7）为文件名，之后跟3个字节（8-10）的扩展名，26-27字节，存放文件的第一个盘块号，最后四个字节（28-31），存放文件长度（如果目录项对应的是下一级子目录（文件），其文件长度部分为0）、目录按文件方式管理，每个目录仅用一个盘块（即1k，最多装32个目录项）、第0个目录项为本目录，即“.”，第0个字节为“.”，即0x2E，第26-27字节指明本目录所在盘块。、第1个目录项为父目录，即“.”，第0，1个字节为“.”即0x2E,0x2E，第26-27字节指明父目录所在盘块。、每个目录实际能放下文件或子目录30项。、文件系统空间分配：、第0个盘块（1k

3、）存放磁盘信息（可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小，盘块数等内容）、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容、第126、127（2个）盘块，存放位示图、从第128盘块至10000盘块，皆为数据（区）盘块，其逻辑编号从0开始，至9872号数据盘块，即第0数据盘块为128号盘块，第1数据盘块为129号盘块，、第0数据盘块（即128号盘块），存放根目录（同样只用一个盘块作根目录），由于第0、1目录项为“.”（本目录）, “.”（父目录），因此根目录下同样只能存放30个文件或目录，并且从第2个目录项开始。、文件或子目录数据，放在第1数据盘块及以后的数据盘块中，由用户

4、按需要使用。3、SDisk管理程序的功能要求如下：、正常情况下，显示等待命令输入符号#、改变目录命令：#cd 目录名，改变当前工作目录，目录不存在时给出出错信息#cd .，返回上一级目录，如果是根目录，给出提示信息、生成新目录 #md 目录名，创建新目录（需要更改FAT内容和位示图内容）、删除目录 #rd 目录名，删除目录，如果目录不存在时给出出错信息（需要更改FAT内容和位示图内容）、显示目录 #dir，显示指定目录下或当前目录下的信息，包括文件名、扩展名、物理地址（文件或目录第一个盘块号）、文件长度、子目录、创建新文件 #CreateFile 文件名.扩展名 文件长度，根据文件名.扩展名，

5、创建一个目录项（fcb），根据文件长度和位示图中空闲盘块情况，分配足够多的连续盘块，给新文件（需要更改FAT内容和位示图内容）。、删除文件#DelFile 文件名.扩展名，在文件所在的目录项中，将第一个字节变为0xE5，并同时修改FAT内容和位示图内容；如果文件不存在，给出出错信息、文件拷贝#CopyFile 老文件,新文件，为新文件创建一个目录项，并将老文件内容复制到新文件中，并同时修改FAT内容和位示图内容、显示位示图内容#ShowBitMP，将位示图内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）、显示FAT内容#ShowFAT，将FAT内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）4

6、、程序的总体流程为：、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令；、对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令（1、请参考“03.FAT32文件系统简介.doc”中，有关文件系统的规定； 2、请参考WinHex中，目录所显示的信息进行编程）/关于FAT 和MAP表的解释/用bitset库，做MAP的是否判断，因为作业要求从数据块从128位开始，所以bitset的前128位被置为-1，同样FAT表也是，其次，MAP表和FAT表同样是用数组方式做保存，这样就略过了是对具体地址的操作，从数组的下标很容易的定位，关于对FAT表和MAP表的用法1. 当要用到数据块是，查询MAP表

7、（因为只做比较查询即可）,查询到的未用位置置1，然后在FAT表上进行相应记录，在本程序做出的规定是，当文件夹FAT表做-1，若是文件则按照FAT做对应的顺序记录，最后一块同样是-1结束，2. 回收的时候，是按照FAT表的首项，做顺序置0，然后MAP也在相应位置置0#include#include#include#include#include /*/AUTHOR:CHENLOG/ENVIROMENT:VC2008 WIN7/DATE:2011-6-5 VERSION 1.0/*/using namespace std;const int BLOCKNUM_SIZE=2; /盘块号大小const

8、 int BLOCK_SIZE=1024; /一个盘块大小数const int BLOCK_NUM=10001; /盘块数量const int DISK_SIZE=1024*1000*10; /磁盘大小const int LIST_SIZE=32; /目录项大小const int MAP_SIZE=10001; /MAP 长度const int FATNUM=125; /FAT的盘块数 第块没有用const int FATLIST=512; /每个盘口FAT的记录数const int DATABEG=128; /数据项开始FAT号struct FCB char fname8; /文件名 cha

9、r exname3; /扩展名 short fnum; /首块号 int length; /文件大小， 目录则文件大小为；;struct fatid short idFATNUM*FATLIST; /FAT 大小512个记录 一块*FAT;struct map bitset maplist;*MAP;struct DIRstruct FCB listLIST_SIZE+1;*filedir;int currentid=128; /当前FAT号int currentdir=128; /当前目录块号初始化是+1 由于第个单元没有使用char *file; /磁盘的首地址char *FilePath

10、=myfat; /window文件保存地址FILE *fp; /window 文件地址string CURRENT=root; /当前路径char cmd30; /输入指令char command16;/*对文件存储器进行格式化*创建根目录*/void findBit(struct map *MAP)void init(struct fatid *FAT) int i,j; for(i=1;iDATABEG) FAT-idi=0; else FAT-idi=-1; void format()bool i; FAT=(struct fatid *)(file+BLOCK_SIZE); /当前FA

11、T地址 MAP=(struct map *)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE); /初始化位示图init(FAT);FAT-id0=9872;filedir=(struct DIR *)(file+(FATNUM+1+2)*BLOCK_SIZE); /当前目录指针地址FAT-id128=-1;FAT-id0=9872-1;strcpy(filedir-list0.fname,.);strcpy(filedir-list0.exname,dir);filedir-list0.fnum=currentdir;filedir-list0.length=0;strcpy(file

12、dir-list1.fname,.);strcpy(filedir-list1.exname,dir);filedir-list1.fnum=currentdir;filedir-list1.length=0;fp=fopen(FilePath,w+);fwrite(file,sizeof(char),DISK_SIZE,fp);fclose(fp);printf(初始化已经完成,现在可以进行操作了!nn);/*创建子目录*/int mkdir(char *str) int i,j; int blockid; /将要创建的FAT号 int blockdir; /将要创建的目录块号 int li

13、stnum; /目录块内编号 struct fatid *flagid; struct DIR *dir; /当前目录指针 struct map *MAP; struct fatid *FAT; if(strcmp(str,)=0) printf(目录名称不能为空n); return 0; dir=(struct DIR *)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE); MAP=(struct map *)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE); FAT=(struct fatid *)(file+BLOCK_SIZE); for(i=DATABEG+1;i

14、maplisti=0) break; if(iBLOCK_NUM) printf(内存不足n); return 0; MAP-maplisti=1; /map 置即已用 dir=(struct DIR *)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE); for(i=2;ilisti.fname,str)=0) printf(目录下有同名文件夹n); return 0; for(i=2;ilisti.fname,)=0) /有空的目录块且无重名，第一版本的时候与上面的循环放在一起，存在一个情况是前面的建立的目录删除后，直接被同名的覆盖了 break; if(iLIST_SIZE)

15、 printf(内存不足n); return 0; flagid=(struct fatid *)(file+BLOCK_SIZE); /fat 首位地址 for(j=DATABEG+1;jidj=0) blockdir=j; break; strcpy(dir-listi.fname,str); dir-listi.fnum=blockdir; strcpy(dir-listi.exname,dir); dir-listi.length=0; dir=(struct DIR *)(file+blockdir*BLOCK_SIZE); /为新目录项创建根目录 strcpy(dir-list0.

16、fname,.); strcpy(dir-list0.exname,dir); dir-list0.fnum=blockdir; dir-list0.length=0; strcpy(dir-list1.fname,.); strcpy(dir-list1.exname,dir); dir-list1.fnum=currentdir; dir-list1.length=0; flagid-idj=-1; /修改FAT 目录尾部 FAT-id0=FAT-id0-1; printf(已经成功创建目录%s n,str); return 0;/*显示目录*/int listshow() int i,s

17、umfile,sumdir,fl100,dr100;/fl 为文件的号数，dr为目录的号数 sumfile=sumdir=0; struct DIR *dir; struct fatid *FAT; dir=(struct DIR *)(file+currentdir*BLOCK_SIZE); for(i=0;ilisti.length=0&(strcmp(dir-listi.fname,)!=0)&(dir-listi.fnum!=0) /为目录的 drsumdir=i; sumdir+; if(dir-listi.length!=0&strcmp(dir-listi.fname,)!=0)

18、 /为目录的 flsumfile=i; sumfile+; for(i=0;ilistdri.fname); for(i=0;ilistfli.fname,dir-listfli.exname); printf(n); printf(n在该目录下共有%d 个文件, %d 个文件夹nn,sumfile,sumdir-2); return 0;/*删除子目录*/int rmdir(char *str) int i; int blockid; int flag=0; /FAT号 int blocknum; /目录块 struct fatid *FAT; struct DIR *dir; struct

19、 DIR *flagdir; /标记目录块 char c=a; /做用户交互 int m=2; /从第三个子目录项开始搜索要删除的目录项情况 FAT=(struct fatid *)(file+BLOCK_SIZE); dir=(struct DIR *)(file+currentdir*BLOCK_SIZE); /当前目录指针 MAP=(struct map *)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE); for(i=2;ilisti.fname,str)=0) /找到要删除的子目录 break; if(iLIST_SIZE) printf(该文件夹下不存在%s,str);

20、return 0; while(1) printf(是否确认？（Y/N）); cinc; if(c=y|c=Y)|(c=n|c=N) break; if(c=n|c=N) return 0; blocknum=dir-listi.fnum; flagdir=(struct DIR *)(file+blocknum*BLOCK_SIZE); while(m!=LIST_SIZE) if(strcmp(flagdir-listm.fname,)!=0) printf(该目录下有子文件或者子目录，不能删除该目录); m+; strcpy(dir-listi.fname,); /父目录DIR strc

21、py(dir-listi.exname,); dir-listi.fnum=0; strcpy(flagdir-list0.fname,); /要删除目录的DIR strcpy(flagdir-list0.exname,); flagdir-list0.fnum=0; strcpy(flagdir-list1.fname,); strcpy(flagdir-list1.exname,); flagdir-list0.fnum=0; MAP-maplistblocknum=0; FAT-idblocknum=0; FAT-id0=FAT-id0+1; return 0;/*更改当前目录*/int

22、 changedir(char *str) int i,j; int blocknum; /当前目录位置 int flagnum; /temp的目录位置 struct DIR * flagdir,*dir; struct fatid * FAT; string strflag; /为了改当前显示的代码 dir=(struct DIR *)(file+currentdir*BLOCK_SIZE); if(strcmp(.,str)=0) /判断是不是上层目录 blocknum=currentdir; if(dir-list0.fnum=dir-list1.fnum) /根目录的特征 return

23、 1; currentdir=dir-list1.fnum; /改变当前目录指针 flagdir=(struct DIR *)(file+currentdir*BLOCK_SIZE); /去上层的目录地址 for(int j=0;jlistj.fnum=blocknum) strflag=flagdir-listj.fname; break; CURRENT=CURRENT.substr(0,(CURRENT.length()-strflag.length()-1); return 1; for(i=2;ilisti.fname,str)=0&strcmp(dir-listi.exname,d

24、ir)=0) currentdir=dir-listi.fnum; break; if(iLIST_SIZE) printf(找不到指定的目录%sn,str); return 0; CURRENT=CURRENT+str+; return 1;/*创建文件*/int create(char *str,int length) /getfilename int i,j,l,t,k; int blockdir; int fid; /FAT的首块号 int flag; /文件的首块判断 char name8=0; /文件名称 char exname3=0; /文件扩展名 int templength;

25、 /temp文件长度 struct fatid * FAT; struct DIR *dir; struct map *MAP; dir=(struct DIR *)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE); MAP=(struct map *)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE); FAT=(struct fatid *)(file+BLOCK_SIZE); templength=length; l=strlen(str); /取文件名 for(i=0;i=8) printf(文件名称过长n); return 0; /去扩展名 j=0; i+; i+;/除去点 k=l-i; for(j=0;jFAT-id0) printf(文件超出磁盘容纳空间n); return 0;