FAT文件系统操作系统课程设计实验报告.doc

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）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，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、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（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: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structFCBcharfname8;/文件名charexname3;/扩展名shortfnum;/首块号intlength;/文件大小，目录则文件大小为；;structfatidshortidFATNUM*FATLIST;/FAT大小512个记录一块*FAT;structmapbitsetmaplist;*MAP;structDIRstructFCBlistLIST_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charcmd30;/输入指令charcommand16;/*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;iDATABEG)FAT-idi=0;elseFAT-idi=-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-id0=9872;filedir=(structDIR*)(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(filedir-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*/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;imaplisti=0)break;if(iBLOCK_NUM)printf(内存不足n);return0;MAP-maplisti=1;/map置即已用dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);for(i=2;ilisti.fname,str)=0)printf(目录下有同名文件夹n);return0;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)printf(内存不足n);return0;flagid=(structfatid*)(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=(structDIR*)(file+blockdir*BLOCK_SIZE);/为新目录项创建根目录strcpy(dir-list0.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%sn,str);return0;/*显示目录*/intlistshow()inti,sumfile,sumdir,fl100,dr100;/fl为文件的号数，dr为目录的号数sumfile=sumdir=0;structDIR*dir;structfatid*FAT;dir=(structDIR*)(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)/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);return0;/*删除子目录*/intrmdir(char*str)inti;intblockid;intflag=0;/FAT号intblocknum;/目录块structfatid*FAT;structDIR*dir;structDIR*flagdir;/标记目录块charc=a;/做用户交互intm=2;/从第三个子目录项开始搜索要删除的目录项情况FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);dir=(structDIR*)(file+currentdir*BLOCK_SIZE);/当前目录指针MAP=(structmap*)(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);return0;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)return0;blocknum=dir-listi.fnum;flagdir=(structDIR*)(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DIRstrcpy(dir-listi.exname,);dir-listi.fnum=0;strcpy(flagdir-list0.fname,);/要删除目录的DIRstrcpy(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;return0;/*更改当前目录*/intchangedir(char*str)inti,j;intblocknum;/当前目录位置intflagnum;/temp的目录位置structDIR*flagdir,*dir;structfatid*FAT;stringstrflag;/为了改当前显示的代码dir=(structDIR*)(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return1;currentdir=dir-list1.fnum;/改变当前目录指针flagdir=(structDIR*)(file+currentdir*BLOCK_SIZE);/去上层的目录地址for(intj=0;jlistj.fnum=blocknum)strflag=flagdir-listj.fname;break;CURRENT=CURRENT.substr(0,(CURRENT.length()-strflag.length()-1);return1;for(i=2;ilisti.fname,str)=0&strcmp(dir-listi.exname,dir)=0)currentdir=dir-listi.fnum;break;if(iLIST_SIZE)printf(找不到指定的目录%sn,str);return0;CURRENT=CURRENT+str+;return1;/*创建文件*/intcreate(char*str,intlength)/getfilenameinti,j,l,t,k;intblockdir;intfid;/FAT的首块号intflag;/文件的首块判断charname8=0;/文件名称charexname3=0;/文件扩展名inttemplength;/temp文件长度structfatid*FAT;structDIR*dir;structmap*MAP;dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);FAT=(structfatid*)(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);return0;/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);return0;for(i=2;ilisti.fname,name)=0&strcmp(dir-listi.exname,exname)=0)printf(改文件夹下，已经有同名文件);return0;if(strcmp(dir-listi.fname,)=0)break;if(iLIST_SIZE)printf(内存不足n);return0;strcpy(dir-listi.fname,name);strcpy(dir-listi.exname,exname);dir-listi.length=length;flag=1;j=DATABEG+1;while(1)/不断循环if(MAP-maplistj!=1)if(!templength-)/当length全部被分配完截止break;/上一块的地址if(flag)/第一次分配是的首地址dir-listi.fnum=j;/给文件的首块MAP-maplistj=1;/MAP减少if(!flag)FAT-idt=j;/FAT-id0=FAT-id0-1;t=j;flag=0;j+;FAT-idt=-1;/FAT-id0=FAT-id0-1;printf(已经成功创建文件%sn,name);return1;/*复制文件*/intcp(char*str,char*newname)inti,j,k,l,length;charname8=0;/文件名称charexname3=0;/文件扩展名structDIR*dir;l=strlen(str);/取文件名for(i=0;il;i+)namei=stri;if(stri+1=.)break;/去扩展名j=0;i+;i+;/除去点k=l-i;for(j=0;jk;j+)if(stri=0)break;exnamej=stri;i+;if(strcmp(newname,)=0)printf(文件名不能为空n);return0;dir=(structDIR*)(file+currentdir*BLOCK_SIZE);for(i=2;ilisti.fname,name)=0&strcmp(dir-listi.exname,exname)=0)break;if(iLIST_SIZE)printf(找不到指定的文件%sn,str);return0;length=dir-listi.length;create(newname,length);/*删除文件*/intdelfile(char*str)inti,j,l,k;intblocknum;/要删除的首块地址inttemp;charname8=0;/文件名称charexname3=0;/文件扩展名charc=a;structDIR*dir;structfatid*FAT;structmap*MAP;l=strlen(str);/取文件名for(i=0;il;i+)namei=stri;if(stri+1=.)break;/去扩展名j=0;i+;i+;/除去点k=l-i;for(j=0;jk;j+)if(stri=0)break;exnamej=stri;i+;if(strcmp(str,)=0)printf(文件名不能为空n);return0;dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);for(i=2;ilisti.fname,name)=0)&(strcmp(dir-listi.exname,exname)=0)break;if(iLIST_SIZE)printf(找不到%s文件n,str);return0;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)return0;blocknum=dir-listi.fnum;dir-listi.fnum=0;/把目录项还原strcpy(dir-listi.exname,);strcpy(dir-listi.fname,);dir-listi.length=0;/处理FATANDMAP表while(FAT-idblocknum!=-1)temp=FAT-idblocknum;FAT-idblocknum=0;FAT-id0=FAT-id0+1;MAP-maplistblocknum=0;blocknum=temp;printf(已经成功删除%sn,str);return0;intShowBitMp()inti,j;intlistBLOCK_SIZE=0;structmap*MAP;MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);j=0;for(i=DATABEG+1;imaplisti=1)listj=i;j+;for(i=0;iBLOCK_SIZE;i+)if(listi!=0)printf(%0x,listi);if(i%10=0)printf(n);return0;intfindBit()return0;intShowFat()inti,j,flag;structfatid*FAT;intlistBLOCK_SIZE=0;FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);j=0;for(i=DATABEG+1;iidi!=0)listj=i;j+;j=0;flag=0;for(i=0;iBLOCK_SIZE;i+)if(listi!=0)printf(%0x,listi);if(flag)if(j%10=0)printf(n);flag=1;j+;return0;/*退出系统*/intexit()fp=fopen(FilePath,w+);fwrite(file,sizeof(char),DISK_SIZE,fp);fclose(fp);free(file);return1;voidwelcome()/欢迎列表printf(-n);printf(n以下是使用说明n);printf(format:对磁盘格式化.n);printf(exit:安全退出该文件系统,保存信息.n);printf(mkdirdirname;创建子目录.n);printf(rmdirdirname:删除子目录.n);printf(lsdirname:显示当前目录下信息.n);printf(cddirname:更改当前目录.n);printf(createfilename.extrenlength:创建一个新文件.n);printf(rmfilename:删除文件.n);printf(cpoldnamenewname:复制文件.n);printf(ShowBitMP显示位示图.n);printf(ShowFAT显示FAT.n);printf(n-n);/申请虚拟空间file=(char*)malloc(DISK_SIZE*sizeof(char);/加载if(fp=fopen(FilePath,r)!=NULL)fread(file,sizeof(char),DISK_SIZE,fp);printf(加载磁盘文件%s文件成功，现在可以操作nn,FilePath);elseprintf(这是第一次使用文件管理系统);intmain()intlength;charnewname20;welcome();format();while(1)coutCURRENTcmd;if(strcmp(cmd,format)=0)free(file);file=(char*)malloc(DISK_SIZE*sizeof(char);/重新分配空间format();elseif(strcmp(cmd,mkdir)=0)scanf(%s,command);mkdir(command);elseif(strcmp(cmd,rmdir)=0)scanf(%s,command);rmdir(command);elseif(strcmp(cmd,ls)=0)listshow();elseif(strcm