杭州电子科技大学
操作系统课程设计
完成日期：2012-5-28
负责老师：胡志凌
专业：计算机科学与技术（2+2）
学院：计算机学院
学号：09056012
班级：09056011
课程设计题目：简单文件系统的实现
姓名：庄严
简单文件系统的实现
一， 课程设计的目的
1，
通过具体的文件爱你存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部数据结、功能及实现过程的理解
二，
设计要求
1，
在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储分区，在其上实现一个简单的基于多级目录的但用户单任务系统的文件系统。在退出文件系统的使用时，应将虚拟文件系统一个Windows文件的方式保存到磁盘中，以便下次再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中
2， 3， 4， 5，
i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x. xi. xii.
文件存储空间的分配可采用显示链接分配或其它方法 空闲磁盘空间的管理可选择位示图或其它方法 文件目录结构采用多级目录结构 需要提供一以下操作命令 Format Mkdir Rmdir Ls Cd Create Open Close Write Read Rm Exit
三，
程序设计思想以及总流程图
1，
i. ii.
程序设计思想
首先，在文件系统启动时，申请一块较大的内存，用来当作文件系统的磁盘空间 然后，对其进行格式化，虚拟磁盘的空间布局是仿照FAT16文件系统，结构如下：
1块
2块
2块
995块
引导块 FAT1 FAT2 数据区
格式化时，主要包括引导块，FAT1，FAT2，的一些初始化工作 例如设置文件魔数，文件系统的信息，FAT1，FAT2的信息等等
iii. 2，
根据用户输入的命令，调用对应的函数. 程序流程图
文件系统存在 程序启动 加载文件系统
四，
等待用户输入命令 文件系统不存在 创建新的文件系统并格式化 ls Mkdir Create 。。。 Exit 系统各个功能的实现思想
1， 创建目录
a) b) c) d) e) f) g)
2， Cd命令
a) b) c) d)
Open指定的目录名，调用read读入该父目录到内存 检查新的当前目录名是否存在 关闭原当前目录 设置当前目录为该目录
调用do_read读入当前目录文件到内存，检查新建文件目录是否重名 分配一个空闲的打开文件表项 分配一个空闲的盘块
在当前目录中问新建目录寻找一个空闲的目录项 设置FCB，文件的属性信息 创建特殊的两个目录项‘.’,‘..’ 返回
3， Rmdir命令
a) b) c) d) e) f) g)
4， Ls命令
a) b) c)
Read当前目录到内存
读出目录文件的信息，显示到屏幕上 返回
Read读入当前目录文件内容到内存，检查要删除的文件目录是否存在 检查该目录是否为空
检查是否已经打开，打开用close则关闭 回收给目录文件的磁盘块 修改该目录文件的目录项 修改用户打开表项的长度信息 返回
5， Create命令
a) b) c)
分配一个空闲的打开文件表项 检查新文件的父目录是否打开
Read该父目录的文件到内存，并检测新建的文件名是否重名
d) e) f) g) h)
检查是否有空闲盘块 寻找空闲的目录项 准备好新文件的FCB
调用close关闭打开的父目录文件 返回
6， Rm命令
a) b) c) d) e) f) g)
检查要删除的文件的父目录是否已打开 Read父目录到内存 检查文件是否打开 回收磁盘快 清空该文件的目录项
修改用户打开文件表项中的长度信息 返回
7， Open命令
a) b) c) d) e)
8， Close
a) b) c) d)
检查fd的有效性
检查用户打开文件表表项的fcbstate字段 回收该文件占据的用户打开文件表表项 返回
检查该文件名是否存在 Read该父目录到内存
检查用户打开的文件表中是否有空闲表项 为该文件填写空白用户打开文件表项内容 返回
9， Write命令
a) b) c) d) e)
检查fd的有效性 提示用户输入写方式 提示用户输入内容
调用do_write（）将键入的内容写入到文件中 返回写入的字节数
五， 系统的详细过程
#include
#define BLOCKSIZE 1024 #define SIZE 1024000 #define END 65535 #define FREE 0
#define ROOT_BLOCKNUM 2 #define MAX_OPEN_FILE 10 #define MAX_TXT_SIZE 10000
typedef struct FCB {
char filename[8]; /*8B文件名*/ char exname[3];
/*3B扩展名*/
/*文件属性字段*/
/*10B保留字*/ /*文件创建时间*/ /*文件创建日期*/ /*首块号*/
unsigned char attribute; char retainbyte[10] ; unsigned short time; unsigned short date; unsigned short first; unsigned long length; }fcb; /*
文件分配表 file allocation table */
typedef struct FAT {
unsigned short id; }fat; /*
属性对照表
/*文件大小*/
位 7 6 5 4 3 2 1 0 属性 保留 保留 存档 子目录 卷标 系统文件 隐藏 只读 */
typedef struct USEROPEN {
char filename[8]; /*8B文件名*/ char exname[3];
/*3B扩展名*/
/*文件属性字段*/
/*10B保留字*/ /*文件创建时间*/ /*文件创建日期*/ /*首块号*/
unsigned char attribute; char retainbyte[10] ; unsigned short time; unsigned short date; unsigned short first; unsigned long length;
/*文件大小*/
char free; /*表示目录项是否为空 0空1分配*/ int father; int dirno; int diroff;
/*父目录的文件描述符*/
/*相应打开文件的目录项在父目录文件中的盘块号*/
/*相应打开文件的目录项在父目录文件的dirno盘块中的目录项序号*/
char dir[MAX_OPEN_FILE][80];/*相应打开文件所在的目录*/ int count;
/*读写指针在文件中的位置*/
/*是否修改了文件的FCB内容，修改置1，否则为0*/
char fcbstate;
