操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告小組編號(hào)： 小組成員：一、課程設(shè)計(jì)概述：1、題目：簡(jiǎn)單文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)2、實(shí)現(xiàn)內(nèi)容(1) 在內(nèi)存中開(kāi)辟一個(gè)虛擬磁盤空間作為文件存儲(chǔ)分區(qū)，在其上實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的基于多級(jí)目錄的單用戶單任務(wù)系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)。在退出該文件系統(tǒng)的使用時(shí)，應(yīng)將該虛擬文件系統(tǒng)以一個(gè)Windows 文件的方式保存到磁盤上，以便下次可以再將它恢復(fù)到內(nèi)存的虛擬磁盤空間中。(2) 文件存儲(chǔ)空間的分配可采用顯式鏈接分配或其他的辦法。(3) 空閑磁盤空間的管理可選擇位示圖或其他的辦法。如果采用位示圖來(lái)管理文件存儲(chǔ)空間，并采用顯式鏈接分配方式，那么可以將位示圖合并到FAT中。(4) 文件目錄結(jié)構(gòu)采用多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)單

2、起見(jiàn)，可以不使用索引結(jié)點(diǎn)，其中的每個(gè)目錄項(xiàng)應(yīng)包含文件名、物理地址、長(zhǎng)度等信息，還可以通過(guò)目錄項(xiàng)實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的讀和寫的保護(hù)。(5) 要求提供以下操作命令：l my_format：對(duì)文件存儲(chǔ)器進(jìn)行格式化，即按照文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)虛擬磁盤空間進(jìn)行布局，并在其上創(chuàng)建根目錄以及用于管理文件存儲(chǔ)空間等的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。l my_mkdir：用于創(chuàng)建子目錄。l my_rmdir：用于刪除子目錄。l my_ls：用于顯示目錄中的內(nèi)容。l my_cd：用于更改當(dāng)前目錄。l my_create：用于創(chuàng)建文件。l my_open：用于打開(kāi)文件。l my_close：用于關(guān)閉文件。l my_write：用于寫文件。l my_r

3、ead：用于讀文件。l my_rm：用于刪除文件。l my_exitsys：用于退出文件系統(tǒng)。2、 設(shè)計(jì)思路（主要算法描述、程序流程圖等）：1系統(tǒng)主函數(shù)main()（1）對(duì)應(yīng)命令：無(wú)（2）命令調(diào)用格式：無(wú)（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void main()（4）功能：系統(tǒng)主函數(shù)（5）輸入：無(wú)（6）輸出：無(wú)（7）函數(shù)需完成的工作： 對(duì)前面定義的全局變量進(jìn)行初始化； 調(diào)用startsys()進(jìn)入文件系統(tǒng)； 列出文件系統(tǒng)提供的各項(xiàng)功能及命令調(diào)用格式； 顯示命令行提示符，等待用戶輸入命令； 將用戶輸入的命令保存到一個(gè)buf中； 對(duì)buf中的內(nèi)容進(jìn)行命令解析，并調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行用戶鍵入的命令； 如果命令不是“m

4、y_exitsys”，則命令執(zhí)行完畢后轉(zhuǎn)。2. 進(jìn)入文件系統(tǒng)函數(shù)startsys()（1）對(duì)應(yīng)命令：無(wú)（2）命令調(diào)用格式：無(wú)（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void startsys()（4）功能：由main()函數(shù)調(diào)用，進(jìn)入并初始化我們所建立的文件系統(tǒng)，以供用戶使用。（5）輸入：無(wú) （6）輸出：無(wú)。（7）函數(shù)需完成的工作： 申請(qǐng)?zhí)摂M磁盤空間； 使用c語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)fopen()打開(kāi)myfsys文件：若文件存在，則轉(zhuǎn)；若文件不存在，則創(chuàng)建之，轉(zhuǎn) 使用c語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)fread()讀入myfsys文件內(nèi)容到用戶空間中的一個(gè)緩沖區(qū)中，并判斷其開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)內(nèi)容是否為“10101010”（文件系統(tǒng)魔數(shù)），如果是，則

5、轉(zhuǎn)；否則轉(zhuǎn)； 將上述緩沖區(qū)中的內(nèi)容復(fù)制到內(nèi)存中的虛擬磁盤空間中；轉(zhuǎn) 在屏幕上顯示“myfsys文件系統(tǒng)不存在，現(xiàn)在開(kāi)始創(chuàng)建文件系統(tǒng)”信息，并調(diào)用my_format()對(duì)中申請(qǐng)到的虛擬磁盤空間進(jìn)行格式化操作。轉(zhuǎn)； 將虛擬磁盤中的內(nèi)容保存到myfsys文件中；轉(zhuǎn) 使用c語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)fclose()關(guān)閉myfsys文件； 初始化用戶打開(kāi)文件表，將表項(xiàng)0分配給根目錄文件使用，并填寫根目錄文件的相關(guān)信息，由于根目錄沒(méi)有上級(jí)目錄，所以表項(xiàng)中的dirno和diroff分別置為5（根目錄所在起始?jí)K號(hào)）和0；并將ptrcurdir指針指向該用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)。 將當(dāng)前目錄設(shè)置為根目錄。3磁盤格式化函數(shù)my_for

6、mat()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_format（2）命令調(diào)用格式：my_format（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_format()（4）功能：對(duì)虛擬磁盤進(jìn)行格式化，布局虛擬磁盤，建立根目錄文件（或根目錄區(qū)）。（5）輸入：無(wú) （6）輸出：無(wú)。（7）函數(shù)需完成的工作： 將虛擬磁盤第一個(gè)塊作為引導(dǎo)塊，開(kāi)始的8個(gè)字節(jié)是文件系統(tǒng)的魔數(shù)，記為“10101010”；在之后寫入文件系統(tǒng)的描述信息，如FAT表大小及位置、根目錄大小及位置、盤塊大小、盤塊數(shù)量、數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始位置等信息； 在引導(dǎo)塊后建立兩張完全一樣的FAT表，用于記錄文件所占據(jù)的磁盤塊及管理虛擬磁盤塊的分配，每個(gè)FAT占據(jù)兩個(gè)磁盤塊；對(duì)于每個(gè)FAT

7、中，前面5個(gè)塊設(shè)置為已分配，后面995個(gè)塊設(shè)置為空閑； 在第二張F(tuán)AT后創(chuàng)建根目錄文件root，將數(shù)據(jù)區(qū)的第1塊（即虛擬磁盤的第6塊）分配給根目錄文件，在該磁盤上創(chuàng)建兩個(gè)特殊的目錄項(xiàng)：“.”和“.”，其內(nèi)容除了文件名不同之外，其他字段完全相同。 4更改當(dāng)前目錄函數(shù)my_cd()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_cd （2）命令調(diào)用格式：my_cd dirname（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_cd(char *dirname)（4）功能：改變當(dāng)前目錄到指定的名為dirname的目錄。（5）輸入：dirname：新的當(dāng)前目錄的目錄名； （6）輸出：無(wú)（7）函數(shù)需完成的工作： 調(diào)用my_open()打開(kāi)指

8、定目錄名的父目錄文件，并調(diào)用do_read()讀入該父目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存中； 在父目錄文件中檢查新的當(dāng)前目錄名是否存在，如果存在則轉(zhuǎn)，否則返回，并顯示出錯(cuò)信息； 調(diào)用my_close()關(guān)閉中打開(kāi)的父目錄文件； 調(diào)用my_close()關(guān)閉原當(dāng)前目錄文件； 如果新的當(dāng)前目錄文件沒(méi)有打開(kāi)，則打開(kāi)該目錄文件；并將ptrcurdir指向該打開(kāi)文件表項(xiàng)； 設(shè)置當(dāng)前目錄為該目錄。5創(chuàng)建子目錄函數(shù)my_mkdir()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_mkdir（2）命令調(diào)用格式：my_ mkdir dirname（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_mkdir(char *dirname)（4）功能：在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建名

9、為dirname的子目錄。（5）輸入：dirname：新建目錄的目錄名。 （6）輸出：無(wú)。（7）函數(shù)需完成的工作： 調(diào)用do_read()讀入當(dāng)前目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存，檢查當(dāng)前目錄下新建目錄文件是否重名，若重名則返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 為新建子目錄文件分配一個(gè)空閑打開(kāi)文件表項(xiàng)，如果沒(méi)有空閑表項(xiàng)則返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查FAT是否有空閑的盤塊，如有則為新建目錄文件分配一個(gè)盤塊，否則釋放中分配的打開(kāi)文件表項(xiàng)，返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 在當(dāng)前目錄中為新建目錄文件尋找一個(gè)空閑的目錄項(xiàng)或?yàn)槠渥芳右粋€(gè)新的目錄項(xiàng);需修改當(dāng)前目錄文件的長(zhǎng)度信息，并將當(dāng)前目錄文件的用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)中的fcbstate置為1

10、； 準(zhǔn)備好新建目錄文件的FCB的內(nèi)容，文件的屬性為目錄文件，以覆蓋寫方式調(diào)用do_write()將其填寫到對(duì)應(yīng)的空目錄項(xiàng)中； 在新建目錄文件所分配到的磁盤塊中建立兩個(gè)特殊的目錄項(xiàng)“.”和“.”目錄項(xiàng)，方法是：首先在用戶空間中準(zhǔn)備好內(nèi)容，然后以截?cái)鄬懟蛘吒采w寫方式調(diào)用do_write()將其寫到中分配到的磁盤塊中； 返回。6刪除子目錄函數(shù)rmdir()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_ rmdir（2）命令調(diào)用格式：my_ rmdir dirname（1）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_rmdir(char *dirname)（2）功能：在當(dāng)前目錄下刪除名為dirname的子目錄。（3）輸入：dirname：

11、欲刪除目錄的目錄名。 （4）輸出：無(wú)。（5）函數(shù)需完成的工作： 調(diào)用do_read()讀入當(dāng)前目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存，檢查當(dāng)前目錄下欲刪除目錄文件是否存在，若不存在則返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查欲刪除目錄文件是否為空（除了“.”和“.”外沒(méi)有其他子目錄和文件），可根據(jù)其目錄項(xiàng)中記錄的文件長(zhǎng)度來(lái)判斷，若不為空則返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查該目錄文件是否已經(jīng)打開(kāi)，若已打開(kāi)則調(diào)用my_close()關(guān)閉掉； 回收該目錄文件所占據(jù)的磁盤塊，修改FAT； 從當(dāng)前目錄文件中清空該目錄文件的目錄項(xiàng)，且free字段置為0：以覆蓋寫方式調(diào)用do_write()來(lái)實(shí)現(xiàn)； 修改當(dāng)前目錄文件的用戶打開(kāi)表項(xiàng)中的長(zhǎng)度信息，并

12、將表項(xiàng)中的fcbstate置為1； 返回。7顯示目錄函數(shù)my_ls()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_ls（2）命令調(diào)用格式：my_ls（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_ls(void)（4）功能：顯示當(dāng)前目錄的內(nèi)容（子目錄和文件信息）。（5）輸入：無(wú) （6）輸出：無(wú)（7）函數(shù)需完成的工作： 調(diào)用do_read()讀出當(dāng)前目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存； 將讀出的目錄文件的信息按照一定的格式顯示到屏幕上； 返回。 8創(chuàng)建文件函數(shù)my_create() （1）對(duì)應(yīng)命令：my_create（2）命令調(diào)用格式：my_create filename（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int my_create (char *filena

13、me)（4）功能：創(chuàng)建名為filename的新文件。（5）輸入：filename：新建文件的文件名，可能包含路徑。 （6）輸出：若創(chuàng)建成功，返回該文件的文件描述符（文件打開(kāi)表中的數(shù)組下標(biāo)）；否則返回-1。（7）函數(shù)需完成的工作： 為新文件分配一個(gè)空閑打開(kāi)文件表項(xiàng)，如果沒(méi)有空閑表項(xiàng)則返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 若新文件的父目錄文件還沒(méi)有打開(kāi)，則調(diào)用my_open()打開(kāi)；若打開(kāi)失敗，則釋放中為新建文件分配的空閑文件打開(kāi)表項(xiàng)，返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 調(diào)用do_read()讀出該父目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存，檢查該目錄下新文件是否重名，若重名則釋放中分配的打開(kāi)文件表項(xiàng)，并調(diào)用my_close()關(guān)閉中打

14、開(kāi)的目錄文件；然后返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查FAT是否有空閑的盤塊，如有則為新文件分配一個(gè)盤塊，否則釋放中分配的打開(kāi)文件表項(xiàng)，并調(diào)用my_close()關(guān)閉中打開(kāi)的目錄文件；返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 在父目錄中為新文件尋找一個(gè)空閑的目錄項(xiàng)或?yàn)槠渥芳右粋€(gè)新的目錄項(xiàng);需修改該目錄文件的長(zhǎng)度信息，并將該目錄文件的用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)中的fcbstate置為1； 準(zhǔn)備好新文件的FCB的內(nèi)容，文件的屬性為數(shù)據(jù)文件，長(zhǎng)度為0，以覆蓋寫方式調(diào)用do_write()將其填寫到中分配到的空目錄項(xiàng)中； 為新文件填寫中分配到的空閑打開(kāi)文件表項(xiàng)，fcbstate字段值為0，讀寫指針值為0； 調(diào)用my_close(

15、)關(guān)閉中打開(kāi)的父目錄文件； 將新文件的打開(kāi)文件表項(xiàng)序號(hào)作為其文件描述符返回。9刪除文件函數(shù)my_rm()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_rm（2）命令調(diào)用格式：my_rm filename（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_rm(char *filename)（4）功能：刪除名為filename的文件。（5）輸入：filename：欲刪除文件的文件名，可能還包含路徑。 （6）輸出：無(wú)。（7）函數(shù)需完成的工作： 若欲刪除文件的父目錄文件還沒(méi)有打開(kāi)，則調(diào)用my_open()打開(kāi)；若打開(kāi)失敗，則返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 調(diào)用do_read()讀出該父目錄文件內(nèi)容到內(nèi)存，檢查該目錄下欲刪除文件是否存在，若不存在則

16、返回，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查該文件是否已經(jīng)打開(kāi)，若已打開(kāi)則關(guān)閉掉； 回收該文件所占據(jù)的磁盤塊，修改FAT； 從文件的父目錄文件中清空該文件的目錄項(xiàng)，且free字段置為0：以覆蓋寫方式調(diào)用do_write()來(lái)實(shí)現(xiàn)； 修改該父目錄文件的用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)中的長(zhǎng)度信息，并將該表項(xiàng)中的fcbstate置為1； 返回。10打開(kāi)文件函數(shù)my_open()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_open（2）命令調(diào)用格式：my_open filename（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int my_open(char *filename)（4）功能：打開(kāi)當(dāng)前目錄下名為filename的文件。（5）輸入：filename：欲打開(kāi)文件的文件

17、名 （6）輸出：若打開(kāi)成功，返回該文件的描述符（在用戶打開(kāi)文件表中表項(xiàng)序號(hào)）；否則返回-1。（7）函數(shù)需完成的工作： 檢查該文件是否已經(jīng)打開(kāi)，若已打開(kāi)則返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 調(diào)用do_read()讀出父目錄文件的內(nèi)容到內(nèi)存，檢查該目錄下欲打開(kāi)文件是否存在，若不存在則返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 檢查用戶打開(kāi)文件表中是否有空表項(xiàng)，若有則為欲打開(kāi)文件分配一個(gè)空表項(xiàng)，若沒(méi)有則返回-1，并顯示錯(cuò)誤信息； 為該文件填寫空白用戶打開(kāi)文件表表項(xiàng)內(nèi)容，讀寫指針置為0； 將該文件所分配到的空白用戶打開(kāi)文件表表項(xiàng)序號(hào)（數(shù)組下標(biāo)）作為文件描述符fd返回。11關(guān)閉文件函數(shù)my_close()（1）對(duì)應(yīng)命令：my_

18、close（2）命令調(diào)用格式：my_close fd（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_close(int fd)（4）功能：關(guān)閉前面由my_open()打開(kāi)的文件描述符為fd的文件。（5）輸入：fd：文件描述符。 （6）輸出：無(wú)。（7）函數(shù)需完成的工作： 檢查fd的有效性（fd不能超出用戶打開(kāi)文件表所在數(shù)組的最大下標(biāo)），如果無(wú)效則返回-1； 檢查用戶打開(kāi)文件表表項(xiàng)中的fcbstate字段的值，如果為1則需要將該文件的FCB的內(nèi)容保存到虛擬磁盤上該文件的目錄項(xiàng)中，方法是：打開(kāi)該文件的父目錄文件，以覆蓋寫方式調(diào)用do_write()將欲關(guān)閉文件的FCB寫入父目錄文件的相應(yīng)盤塊中； 回收該文件占據(jù)

19、的用戶打開(kāi)文件表表項(xiàng)（進(jìn)行清空操作），并將topenfile字段置為0； 返回。12寫文件函數(shù)my_write() （1）對(duì)應(yīng)命令：my_write（2）命令調(diào)用格式：my_write fd（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int my_write(int fd)（4）功能：將用戶通過(guò)鍵盤輸入的內(nèi)容寫到fd所指定的文件中。磁盤文件的讀寫操作都必須以完整的數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行，在寫操作時(shí)，先將數(shù)據(jù)寫在緩沖區(qū)中，緩沖區(qū)的大小與磁盤塊的大小相同，然后再將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)一次性寫到磁盤塊中；讀出時(shí)先將一個(gè)磁盤塊中的內(nèi)容讀到緩沖區(qū)中，然后再傳送到用戶區(qū)。本實(shí)例為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，沒(méi)有設(shè)置緩沖區(qū)管理，只是在讀寫文件時(shí)由用戶使用ma

20、lloc()申請(qǐng)一塊空間作為緩沖區(qū)，讀寫操作結(jié)束后使用free()釋放掉。寫操作常有三種方式：截?cái)鄬憽⒏采w寫和追加寫。截?cái)鄬懯欠艞壴瓉?lái)文件的內(nèi)容，重新寫文件；覆蓋寫是修改文件在當(dāng)前讀寫指針?biāo)傅奈恢瞄_(kāi)始的部分內(nèi)容；追加寫是在原文件的最后添加新的內(nèi)容。在本實(shí)例中，輸入寫文件命令后，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)提示讓用戶選擇其中的一種寫方式，并將隨后鍵盤輸入的內(nèi)容按照所選的方式寫到文件中，鍵盤輸入內(nèi)容通過(guò)CTR+Z鍵（或其他設(shè)定的鍵）結(jié)束。（5）輸入：fd： open()函數(shù)的返回值，文件的描述符； （6）輸出：實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。（7）函數(shù)需完成的工作： 檢查fd的有效性（fd不能超出用戶打開(kāi)文件表所在數(shù)組的最大下

21、標(biāo)），如果無(wú)效則返回-1，并顯示出錯(cuò)信息； 提示并等待用戶輸入寫方式：（1：截?cái)鄬懀?：覆蓋寫；3：追加寫） 如果用戶要求的寫方式是截?cái)鄬?，則釋放文件除第一塊外的其他磁盤空間內(nèi)容（查找并修改FAT表），將內(nèi)存用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)中文件長(zhǎng)度修改為0，將讀寫指針置為0并轉(zhuǎn)；如果用戶要求的寫方式是追加寫，則修改文件的當(dāng)前讀寫指針位置到文件的末尾，并轉(zhuǎn)；如果寫方式是覆蓋寫，則直接轉(zhuǎn)； 提示用戶：整個(gè)輸入內(nèi)容通過(guò)CTR+Z鍵（或其他設(shè)定的鍵）結(jié)束；用戶可分多次輸入寫入內(nèi)容，每次用回車結(jié)束； 等待用戶從鍵盤輸入文件內(nèi)容，并將用戶的本次輸入內(nèi)容保存到一臨時(shí)變量text中，要求每次輸入以回車結(jié)束，全部結(jié)束用CTR

22、+Z鍵（或其他設(shè)定的鍵）； 調(diào)用do_write()函數(shù)將通過(guò)鍵盤鍵入的內(nèi)容寫到文件中。 如果do_write()函數(shù)的返回值為非負(fù)值，則將實(shí)際寫入字節(jié)數(shù)增加do_write()函數(shù)返回值，否則顯示出錯(cuò)信息，并轉(zhuǎn)； 如果text中最后一個(gè)字符不是結(jié)束字符CTR+Z，則轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行寫操作；否則轉(zhuǎn)； 如果當(dāng)前讀寫指針位置大于用戶打開(kāi)文件表項(xiàng)中的文件長(zhǎng)度，則修改打開(kāi)文件表項(xiàng)中的文件長(zhǎng)度信息，并將fcbstate置1； 返回實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。13實(shí)際寫文件函數(shù)do_write() （1）對(duì)應(yīng)命令：無(wú)（2）命令調(diào)用格式：無(wú)（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int my_write(int fd，char *text，i

23、nt len，char wstyle)（4）功能：被寫文件函數(shù)my_write()調(diào)用，用來(lái)將鍵盤輸入的內(nèi)容寫到相應(yīng)的文件中去。（5）輸入：fd： open()函數(shù)的返回值，文件的描述符； text：指向要寫入的內(nèi)容的指針；len：本次要求寫入字節(jié)數(shù) wstyle：寫方式（6）輸出：實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。（7）函數(shù)需完成的工作： 用malloc()申請(qǐng)1024B的內(nèi)存空間作為讀寫磁盤的緩沖區(qū)buf，申請(qǐng)失敗則返回-1，并顯示出錯(cuò)信息； 將讀寫指針轉(zhuǎn)化為邏輯塊塊號(hào)和塊內(nèi)偏移off，并利用打開(kāi)文件表表項(xiàng)中的首塊號(hào)及FAT表的相關(guān)內(nèi)容將邏輯塊塊號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的磁盤塊塊號(hào)blkno；如果找不到對(duì)應(yīng)的磁盤塊，

24、則需要檢索FAT為該邏輯塊分配一新的磁盤塊，并將對(duì)應(yīng)的磁盤塊塊號(hào)blkno登記到FAT中，若分配失敗，則返回-1，并顯示出錯(cuò)信息； 如果是覆蓋寫，或者如果當(dāng)前讀寫指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的塊內(nèi)偏移off不等于0，則將塊號(hào)為blkno的虛擬磁盤塊全部1024B的內(nèi)容讀到緩沖區(qū)buf中；否則便用ASCII碼0清空buf； 將text中未寫入的內(nèi)容暫存到緩沖區(qū)buff的第off字節(jié)開(kāi)始的位置，直到緩沖區(qū)滿，或者接收到結(jié)束字符CTR+Z為止；將本次寫入字節(jié)數(shù)記錄到tmplen中； 將buf中1024B的內(nèi)容寫入到塊號(hào)為blkno的虛擬磁盤塊中；將當(dāng)前讀寫指針修改為原來(lái)的值加上tmplen；并將本次實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)增

25、加tmplen； 如果tmplen小于len，則轉(zhuǎn)繼續(xù)寫入；否則轉(zhuǎn)； 返回本次實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。14讀文件函數(shù)my_read() （1）對(duì)應(yīng)命令：my_read（2）命令調(diào)用格式：my_read fd len（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int myread (int fd, int len)（4）功能：讀出指定文件中從讀寫指針開(kāi)始的長(zhǎng)度為len的內(nèi)容到用戶空間中。（5）輸入：fd： open()函數(shù)的返回值，文件的描述符；len: 要從文件中讀出的字節(jié)數(shù)。 （6）輸出：實(shí)際讀出的字節(jié)數(shù)。（7）函數(shù)需完成的工作： 定義一個(gè)字符型數(shù)組textlen，用來(lái)接收用戶從文件中讀出的文件內(nèi)容； 檢查fd的有效性（

26、fd不能超出用戶打開(kāi)文件表所在數(shù)組的最大下標(biāo)），如果無(wú)效則返回-1，并顯示出錯(cuò)信息； 調(diào)用do_read()將指定文件中的len字節(jié)內(nèi)容讀出到text中； 如果do_read()的返回值為負(fù)，則顯示出錯(cuò)信息；否則將text中的內(nèi)容顯示到屏幕上； 返回。15實(shí)際讀文件函數(shù)do_read() （1）對(duì)應(yīng)命令：無(wú)（2）命令調(diào)用格式：無(wú)（3）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：int do_read (int fd, int len,char *text)（4）功能：被my_read()調(diào)用，讀出指定文件中從讀寫指針開(kāi)始的長(zhǎng)度為len的內(nèi)容到用戶空間的text中。（5）輸入：fd： open()函數(shù)的返回值，文件的描述符；

27、len: 要求從文件中讀出的字節(jié)數(shù)。 text：指向存放讀出數(shù)據(jù)的用戶區(qū)地址（6）輸出：實(shí)際讀出的字節(jié)數(shù)。（7）函數(shù)需完成的工作： 使用malloc()申請(qǐng)1024B空間作為緩沖區(qū)buf，申請(qǐng)失敗則返回-1，并顯示出錯(cuò)信息； 將讀寫指針轉(zhuǎn)化為邏輯塊塊號(hào)及塊內(nèi)偏移量off，利用打開(kāi)文件表表項(xiàng)中的首塊號(hào)查找FAT表，找到該邏輯塊所在的磁盤塊塊號(hào)；將該磁盤塊塊號(hào)轉(zhuǎn)化為虛擬磁盤上的內(nèi)存位置； 將該內(nèi)存位置開(kāi)始的1024B（一個(gè)磁盤塊）內(nèi)容讀入buf中； 比較buf中從偏移量off開(kāi)始的剩余字節(jié)數(shù)是否大于等于應(yīng)讀寫的字節(jié)數(shù)len，如果是，則將從off開(kāi)始的buf中的len長(zhǎng)度的內(nèi)容讀入到text中；否則

28、，將從off開(kāi)始的buf中的剩余內(nèi)容讀入到text中； 將讀寫指針增加中已讀字節(jié)數(shù)，將應(yīng)讀寫的字節(jié)數(shù)len減去中已讀字節(jié)數(shù)，若len大于0，則轉(zhuǎn)；否則轉(zhuǎn)； 使用free()釋放中申請(qǐng)的buf。 返回實(shí)際讀出的字節(jié)數(shù)。16. 退出文件系統(tǒng)函數(shù)my_exitsys() （1）對(duì)應(yīng)命令：my_exitsys（2）命令調(diào)用格式：my_ exitsys（1）函數(shù)設(shè)計(jì)格式：void my_exitsys()（2）功能：退出文件系統(tǒng)。（3）輸入：無(wú) （4）輸出：無(wú)。（5）函數(shù)需完成的工作： 使用C庫(kù)函數(shù)fopen()打開(kāi)磁盤上的myfsys文件； 將虛擬磁盤空間中的所有內(nèi)容保存到磁盤上的myfsys文件中；

29、 使用c語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)fclose()關(guān)閉myfsys文件； 撤銷用戶打開(kāi)文件表，釋放其內(nèi)存空間 釋放虛擬磁盤空間。程序啟動(dòng)流程圖文件系統(tǒng)是否存在加載文件系統(tǒng) 是 否創(chuàng)建文件系統(tǒng)，并格式化 等待用戶命令輸入用戶輸入命令my_exitsysmy_openmy_rmmy_createmy_ls 3、 程序?qū)崿F(xiàn)代碼：#include #include #include #include #define BLOCKSIZE 1024 / 磁盤塊大小#define SIZE 1024000 / 虛擬磁盤空間大小#define END 65535 / FAT中的文件結(jié)束標(biāo)志#define FREE 0 /

30、FAT中盤塊空閑標(biāo)志#define ROOTBLOCKNUM 2 / 根目錄區(qū)所占盤塊數(shù)#define MAXOPENFILE 10 / 最多同時(shí)打開(kāi)文件個(gè)數(shù)t#define MAXTEXT 10000/* 文件控制塊 */typedef struct FCB char filename8; / 文件名 char exname3; / 文件擴(kuò)展名 unsigned char attribute; / 文件屬性字段，值為0時(shí)表示目錄文件，值為1時(shí)表示數(shù)據(jù)文件 unsigned short time; / 文件創(chuàng)建時(shí)間 unsigned short date; / 文件創(chuàng)建日期 unsigned

31、short first; / 文件起始盤塊號(hào) unsigned long length; / 文件長(zhǎng)度 char free; / 表示目錄項(xiàng)是否為空，若值為0，表示空，值為1，表示已分配fcb;/* 文件分配表 */typedef struct FAT unsigned short id; / 磁盤塊的狀態(tài)（空閑的，最后的，下一個(gè)）fat;/* 用戶打開(kāi)文件表 */typedef struct USEROPEN char filename8; / 文件名 char exname3; / 文件擴(kuò)展名 unsigned char attribute;/文件屬性字段，值為0時(shí)表示目錄文件，值為1時(shí)表

32、示數(shù)據(jù)文件 unsigned short time; / 文件創(chuàng)建時(shí)間 unsigned short date; / 文件創(chuàng)建日期 unsigned short first; / 文件起始盤塊號(hào) unsigned long length;/文件長(zhǎng)度（對(duì)數(shù)據(jù)文件是字節(jié)數(shù)，對(duì)目錄文件可以是目錄項(xiàng)個(gè)數(shù)） char free; / 表示目錄項(xiàng)是否為空，若值為0，表示空，值為1，表示已分配 unsigned short dirno; / 相應(yīng)打開(kāi)文件的目錄項(xiàng)在父目錄文件中的盤塊號(hào) int diroff; / 相應(yīng)打開(kāi)文件的目錄項(xiàng)在父目錄文件的dirno盤塊中的目錄項(xiàng)序號(hào) char dir80; / 相應(yīng)

33、打開(kāi)文件所在的路徑名，這樣方便快速檢查出指定文件是否已經(jīng)打開(kāi) int father; / 父目錄在打開(kāi)文件表項(xiàng)的位置 int count; / 讀寫指針在文件中的位置,文件的總字符數(shù) char fcbstate; / 是否修改了文件的FCB的內(nèi)容，如果修改了置為1，否則為0 char topenfile; / 表示該用戶打開(kāi)表項(xiàng)是否為空，若值為0，表示為空，否則表示已被某打開(kāi)文件占據(jù)useropen;/* 引導(dǎo)塊 */typedef struct BLOCK0 char magic10; / 文件系統(tǒng)魔數(shù) char information200;/存儲(chǔ)一些描述信息，如磁盤塊大小、磁盤塊數(shù)量、最

34、多打開(kāi)文件數(shù)等 unsigned short root; / 根目錄文件的起始盤塊號(hào) unsigned char *startblock; / 虛擬磁盤上數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始位置block0;unsigned char *myvhard; / 指向虛擬磁盤的起始地址useropen openfilelistMAXOPENFILE; / 用戶打開(kāi)文件表數(shù)組int curdir; / 用戶打開(kāi)文件表中的當(dāng)前目錄所在打開(kāi)文件表項(xiàng)的位置char currentdir80; / 記錄當(dāng)前目錄的目錄名（包括目錄的路徑）unsigned char* startp; / 記錄虛擬磁盤上數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始位置char myfil

35、ename = myfilesys;/文件系統(tǒng)的文件名void startsys(); / 進(jìn)入文件系統(tǒng)void my_format(); / 磁盤格式化void my_cd(char *dirname); / 更改當(dāng)前目錄void my_mkdir(char *dirname); / 創(chuàng)建子目錄void my_rmdir(char *dirname); / 刪除子目錄void my_ls(); / 顯示目錄void my_create (char *filename); / 創(chuàng)建文件void my_rm(char *filename); / 刪除文件int my_open(char *fil

36、ename); / 打開(kāi)文件int my_close(int fd); / 關(guān)閉文件int my_write(int fd); / 寫文件int do_write(int fd, char *text, int len, char wstyle); / 實(shí)際寫文件int my_read (int fd, int len); / 讀文件int do_read (int fd, int len,char *text); / 實(shí)際讀文件void my_exitsys(); / 退出文件系統(tǒng)unsigned short findblock(); / 尋找空閑盤塊int findopenfile();

37、/ 尋找空閑文件表項(xiàng)void startsys() FILE *fp; unsigned char bufSIZE; fcb *root; int i; myvhard = (unsigned char *)malloc(SIZE);/申請(qǐng)?zhí)摂M磁盤空間 memset(myvhard, 0, SIZE);/將myvhard中前SIZE個(gè)字節(jié)用 0 替換并返回 myvhard if(fp = fopen(myfilename, r) != NULL) fread(buf, SIZE, 1, fp);/將二進(jìn)制文件讀取到緩沖區(qū) fclose(fp); if(strcmp(block0 *)buf)-

38、magic, 10101010) printf(myfilesys is not exist,begin to creat the file.n); my_format(); else for(i = 0; i filename); strcpy(openfilelist0.exname, root-exname); openfilelist0.attribute = root-attribute; openfilelist0.time = root-time; openfilelist0.date = root-date; openfilelist0.first = root-first;

39、openfilelist0.length = root-length; openfilelist0.free = root-free; openfilelist0.dirno = 5; openfilelist0.diroff = 0; strcpy(openfilelist0.dir, root); openfilelist0.father = 0; openfilelist0.count = 0; openfilelist0.fcbstate = 0; openfilelist0.topenfile = 1; for(i = 1; i startblock;void my_format()

40、 FILE *fp; fat *fat1, *fat2; block0 *blk0; time_t now; struct tm *nowtime; fcb *root; int i; blk0 = (block0 *)myvhard; fat1 = (fat *)(myvhard + BLOCKSIZE); fat2 = (fat *)(myvhard + 3 * BLOCKSIZE); root = (fcb *)(myvhard + 5 * BLOCKSIZE); strcpy(blk0-magic, 10101010); strcpy(blk0-information, My File

41、System Ver 1.0 n Blocksize=1KB Whole size=1000KB Blocknum=1000 RootBlocknum=2n); blk0-root = 5; blk0-startblock = (unsigned char *)root; for(i = 0; i id = END; fat2-id = END; fat1+; fat2+; fat1-id = 6; fat2-id = 6; fat1+; fat2+; fat1-id = END; fat2-id = END; fat1+; fat2+; for(i = 7; i id = FREE; fat

42、2-id = FREE; fat1+; fat2+; now = time(NULL); nowtime = localtime(&now); strcpy(root-filename, .); strcpy(root-exname, ); root-attribute = 0x28; root-time = nowtime-tm_hour * 2048 + nowtime-tm_min * 32 + nowtime-tm_sec / 2; root-date = (nowtime-tm_year - 80) * 512 + (nowtime-tm_mon + 1) * 32 + nowtim

43、e-tm_mday; root-first = 5; root-length = 2 * sizeof(fcb); root-free = 1; root+; now = time(NULL); nowtime = localtime(&now); strcpy(root-filename, .); strcpy(root-exname, ); root-attribute = 0x28; root-time = nowtime-tm_hour * 2048 + nowtime-tm_min * 32 + nowtime-tm_sec / 2; root-date = (nowtime-tm_

44、year - 80) * 512 + (nowtime-tm_mon + 1) * 32 + nowtime-tm_mday; root-first = 5; root-length = 2 * sizeof(fcb); root-free = 1; fp = fopen(myfilename, w); fwrite(myvhard, SIZE, 1, fp); fclose(fp);void my_cd(char *dirname) char *dir; int fd; dir = strtok(dirname, );/分解字符串為一組字符串。dirname為要分解的字符串，為分隔符字符串

45、if(strcmp(dir, .) = 0) return; else if(strcmp(dir, .) = 0) if(curdir) curdir = my_close(curdir); return; else if(strcmp(dir, root) = 0) while(curdir) curdir = my_close(curdir); dir = strtok(NULL, ); while(dir) fd = my_open(dir); if(fd != -1) curdir = fd; else return; dir = strtok(NULL, ); void my_mk

46、dir(char *dirname) fcb *fcbptr; fat *fat1, *fat2; time_t now; struct tm *nowtime; char textMAXTEXT; unsigned short blkno; int rbn, fd, i; fat1 = (fat *)(myvhard + BLOCKSIZE); fat2 = (fat *)(myvhard + 3 * BLOCKSIZE); openfilelistcurdir.count = 0; rbn = do_read(curdir, openfilelistcurdir.length, text)

47、; fcbptr = (fcb *)text; for(i = 0; i filename, dirname) = 0 & strcmp(fcbptr-exname, ) = 0) printf(Error,the dirname is already exist!n); return; fcbptr+; fcbptr = (fcb *)text; for(i = 0; i free = 0) break; fcbptr+; blkno = findblock();/尋找空閑盤塊 if(blkno = -1) return; (fat1 + blkno)-id = END; (fat2 + b

48、lkno)-id = END; now = time(NULL); nowtime = localtime(&now); strcpy(fcbptr-filename, dirname); strcpy(fcbptr-exname, ); fcbptr-attribute = 0x30; fcbptr-time = nowtime-tm_hour * 2048 + nowtime-tm_min * 32 + nowtime-tm_sec / 2; fcbptr-date = (nowtime-tm_year - 80) * 512 + (nowtime-tm_mon + 1) * 32 + nowtime-tm_mday; fcbptr-first = blkno; fcbptr-length = 2 * sizeof(fcb); fcbptr-free = 1; openfilelistcurdir.count = i * sizeof(fcb);/把當(dāng)前目錄的文件讀寫指針定位到文件末尾 do_write(curdir, (char *)fcbptr, sizeof(fcb), 2);/從指針fcbptr開(kāi)始