操作系统文件系统实验报告后附源代码

..1目录1课程设计简介......................................................11.1课程设计的目的..............................................11.2课程设计内容................................................12数据结构的设计....................................................22.1预定义......................................................22.2结构体......................................................22.3全局变量和函数..............................................23功能模块（或算法）描述............................................53.1模块划分....................................................43.2模块流程图..................................................64程序运行结果......................................................85心得体会..........................................................9参考文献...........................................................10附源代码...........................................................11.1.1课程设计简介1.1课程设计的目的课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识,加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。1.2课程设计内容课程设计内容设计一个简单的多用户文件系统。即①在系统中用一个文件来模拟一个磁盘；②此系统至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件属性的功能。③实现这个文件系统。④能实际演示这个文件系统。基本上是进入一个界面（此界面就是该文件系统的界面）后，可以实现设计的操作要求。1）设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。2）程序采用二级文件目录（即设置主目录MFD）和用户文件目录（UFD）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。3）为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。4）因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。5）文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。6）程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（MFD、UFD），打开文件目录（AFD）即运行文件目录，如图5.1所示。.2.2数据结构的设计2.1预定义#defineBLOCKSIZ512//磁盘块的大小#defineDATABLKNUM512//数据块的数目#defineBLKGRUPNUM50//数据块组包含多少数据块#defineP_N_BLOCKS15//inode节点中指向数据块的指针个数#defineGROUPNUMDATABLKNUM/BLKGRUPNUM+1//数据块组组数#defineDINODESIZ512//磁盘i结点区的大小（空间32×512）#defineDINODENUM32//磁盘i结点区的块数#defineSYSOPENFILE40#defineDIRNUM32//一个目录下的最多目录和文件的总和数#defineDIRSIZ14//文件、目录名的长度(字节)#defineUPWDSIZ15//密码的长度#defineUNAMSIZ15//用户名的长度#definePWDSIZsizeof(structpwd)//密码结构的长度#definePWDNUMBLOCKSIZ/PWDSIZ//密码数据空间的大小（pwd为单位）#defineNOFILE20//一个用户最多可以打开的文件数目#defineDINODESTART4*BLOCKSIZ//i结点区的开始地址-inodestable，1引导2超块3blockbitmap4inodebitmap#defineDATASTART(2+DINODENUM)*BLOCKSIZ//数据区的开始地址#defineDATASTARTNO36//数据区开始指针#defineDIMODE_EMPTY00000/*可以用的空间*/#defineDIMODE_FILE00001#defineDIMODE_DIR00002#defineDIMODE_PASSWD00004#defineGRUP_00//管理员组#defineGRUP_11#defineGRUP_22#defineGRUP_442.2结构体//磁盘i结点结构，structinode{//chardi_name[DIRSIZ];.3.unsigned__int16di_ino;/*磁盘i节点标识*/unsigned__int16di_number;/*关联文件数，当为0时表示删除文件*/unsigned__int16di_mode;/*存取权限*/unsigned__int16di_uid;/*磁盘i节点用户id*/unsigned__int16di_gid;/*磁盘i节点权限组id*///1管理员组2用户组unsigned__int32di_size;/*文件大小*/unsigned__int32di_ctime;/*Creationtime*/unsigned__int32di_mtime;/*Modificationtime*/unsigned__int16di_block[P_N_BLOCKS];/*一组block指针*/};//目录项结构structdirect{chard_name[DIRSIZ];/*目录名（14字节）*/__int16d_ino;/*目录号*/};//超级快结构structsuper_block{unsigned__int16s_inodes_count;/*inodes计数*/unsigned__int16s_blocks_count;/*blocks计数*/unsigned__int16s_r_blocks_count;/*保留的blocks计数*/unsigned__int16s_free_blocks_count;//空闲的blocks计数unsigned__int16s_free_inodes_count;/*空闲的inodes计数*/unsigned__int16s_free_blocks_group[GROUPNUM];//新增一个数组来记录每个数据块组中的空闲数据块计数unsigned__int16s_first_data_block;/*第一个数据block*/unsigned__int16s_log_block_size;/*block的大小*/unsigned__int16s_blocks_per_group;/*每blockgroup的block数量*/unsigned__int16s_inodes_per_group;/*每blockgroup的inode数量*/};//用户密码structpwd{unsigned__int8p_uid;unsigned__int8p_gid;charusername[UNAMSIZ];/*用户名新加的*/charpassword[UPWDSIZ];};//目录结构structdir{structdirectdirect[DIRNUM];__int16size;};.4.2.3全局变量和函数//全局变量unsigned__int8di_bitmap[DINODENUM];//硬盘inode节点位图1表示已使用0表示未使用unsigned__int8bk_bitmap[DATABLKNUM];//数据块block位图structsuper_blockfilsys;//超级块structpwdpwd[PWDNUM];FILE*fd;//文件指针structinode*cur_inode;//i节点当前目录指针structinode*inodetemp;//i节点指针constcharfsystemname[20]=Linux.EXT2;//模拟硬盘的文件名structdirectdir_buf[BLOCKSIZ/sizeof(structdirect)];//目录数组charcmdhead[20];//cmd的头表示所在哪个文件夹、inti_lock=0;//inode位图锁可能会多线程intb_lock=0;//block位图锁structpwd*cur_user;/*全局函数*/externintFormat();//格式化磁盘externintInstall();//启动，安装文件系统structinode*read_inode(int);//install里面读取文件dinodestructdirect*read_dir_data(int);//读取存储文件夹的物理块externvoidshowdir();//命令dirintEnterdir(char[]);//进入某个文件夹命令--cd文件名intFd_dirfile(char[]);//查找当前目录里的文件没找到返回-1找到返回inode号intIscmd(char[]);//判断是否两个字符串的命令voidtwo_cmd(char[],char[]);//两个字符串的命令intcreat(char[]);//创建文件voidchangeinode();//交换指针char*ReadFile(char[]);//读取文件intmkdir(char[]);//创建文件夹voidshowbitmap();//显示位图intdeletefd(char[]);//删除文件inteditfile(char[]);//编辑文件intrename(char[]);//重命名voidshowhelp();//命令帮助voidlogin();voidlogout();intaccess();//权限判断/*磁盘i节点的分配与释放（当一个新文件被建立的时候，在给该文件分配磁盘存储区之前，应为该文件分配存放该文件说明信息的磁盘i节点，当从文件系统中删除某个文件时，应首先删除它的磁盘i节点项。）*/intialloc();/*开辟一个空闲的i节点，返回i节点*///磁盘块分配与释放函数intballoc(int);//申请硬盘空间.5.结构体说明：硬盘模拟文件：每个数据块512字节，第一个数据块空闲备用，第2块是超级块，第3块是inode位图，第4块是block位图，第5块开始有32块是inode节点，然后是数据区block，512块。超级块：存放整个文件系统的基本状态，如：inode块数，block总块数，空闲的block计数，空闲的inode计数，每个数据块组中的空闲块数（为block分组，便于读取），每个block的大小（512字节），每个数据块组的block块数。Inode位图：用一个数组来描述每个inode的使用状况，1表示被占用，0表示空闲。Block位图：用一个数组来描述每个数据