FAT文件系统-操作系统课程设计实验报告

欢迎共阅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：⑴、盘块大小1k⑵、空闲盘块的管理：采用位示图法⑶、文件空间管理：采用FAT（文件分配表），每个盘块号占2个字节⑷、目录项管理：①、每个目录项占用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）②、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）③、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。④、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。⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。⑸、文件系统空间分配：①、第0个盘块（1k）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）②、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容③、第126、127（2个）盘块，存放位示图④、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，…欢迎共阅⑤、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。⑥、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，由用户按需要使用。3、SDisk管理程序的功能要求如下：⑴、正常情况下，显示等待命令输入符号#⑵、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⑶、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）⑷、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）⑸、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⑹、创建新文件#CreateFile文件名.扩展名文件长度，根据文件名.扩展名，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）。⑺、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⑻、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⑼、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）⑽、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）欢迎共阅4、程序的总体流程为：⑴、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令；⑵、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（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#includeiostream#includestdio.h#includestdlib.h#includestring#includebitset/***********************************************************///AUTHOR:CHENLOG//ENVIROMENT:VC2008WIN7//DATE:2011-6-5VERSION1.0/***********************************************************/usingnamespacestd;constintBLOCKNUM_SIZE=2;//盘块号大小constintBLOCK_SIZE=1024;//一个盘块大小数constintBLOCK_NUM=10001;//盘块数量constintDISK_SIZE=1024*1000*10;//磁盘大小constintLIST_SIZE=32;//目录项大小constintMAP_SIZE=10001;//MAP长度constintFATNUM=125;//FAT的盘块数第块没有用constintFATLIST=512;//每个盘口FAT的记录数constintDATABEG=128;//数据项开始FAT号structFCB{charfname[8];//文件名charexname[3];//扩展名shortfnum;//首块号intlength;//文件大小，目录则文件大小为；};structfatid{shortid[FATNUM*FATLIST];//FAT大小512个记录一块}*FAT;structmap{欢迎共阅bitsetMAP_SIZEmaplist;}*MAP;structDIR{structFCBlist[LIST_SIZE+1];}*filedir;intcurrentid=128;//当前FAT号intcurrentdir=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=myfat;//window文件保存地址FILE*fp;//window文件地址stringCURRENT=root\\;//当前路径charcmd[30];//输入指令charcommand[16];/**对文件存储器进行格式化*创建根目录**/voidfindBit(structmap*MAP){}voidinit(structfatid*FAT){inti,j;for(i=1;iFATNUM*FATLIST;i++)//第块不使用{if(iDATABEG)FAT-id[i]=0;elseFAT-id[i]=-1;}}voidformat(){booli;FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);//当前FAT地址MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);//初始化位示图init(FAT);FAT-id[0]=9872;filedir=(structDIR*)(file+(FATNUM+1+2)*BLOCK_SIZE);//当前目录指针地址FAT-id[128]=-1;FAT-id[0]=9872-1;strcpy(filedir-list[0].fname,.);strcpy(filedir-list[0].exname,dir);filedir-list[0].fnum=currentdir;filedir-list[0].length=0;strcpy(filedir-list[1].fname,..);strcpy(filedir-list[1].exname,dir);filedir-list[1].fnum=currentdir;filedir-list[1].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!\n\n);欢迎共阅}/**创建子目录*/intmkdir(char*str){inti,j;intblockid;//将要创建的FAT号intblockdir;//将要创建的目录块号intlistnum;//目录块内编号structfatid*flagid;structDIR*dir;//当前目录指针structmap*MAP;structfatid*FAT;if(strcmp(str,)==0){printf(目录名称不能为空\n);return0;}dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);for(i=DATABEG+1;iBLOCK_NUM;i++)//从128块数据块实际上的块开始搜索{if(MAP-maplist[i]==0)break;}if(iBLOCK_NUM){printf(内存不足\n);return0;}MAP-maplist[i]=1;//map置即已用dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);for(i=2;iLIST_SIZE;i++){if(strcmp(dir-list[i].fname,str)==0){printf(目录下有同名文件夹\n);return0;}}for(i=2;iLIST_SIZE;i++){if(strcmp(dir-list[i].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){printf(内存不足\n);return0;}}flagid=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);//fat首位地址for(j=DATABEG+1;jBLOCK_NUM;j++)欢迎共阅{if(flagid-id[j]==0){blockdir=j;break;}}strcpy(dir-list[i].fname,str);dir-list[i].fnum=blockdir;strcpy(dir-list[i].exname,dir);dir-list[i].length=0;dir=(structDIR*)(file+blockdir*BLOCK_SIZE);//为新目录项创建根目录strcpy(dir-list[0].fname,.);strcpy(dir-list[0].exname,dir);dir-list[0].fnum=blockdir;dir-list[0].length=0;strcpy(dir-list[1].fname,..);strcpy(dir-list[1].exname,dir);dir-list[1