一、课程设计的内容 本课程设计要求设计一个模拟的多用户多级目录的文件系统。通过具体的文件存储空间的管理、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功能和实现过程的理解。 二、课程设计的要求与数据 1．在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。 2．文件物理结构可采用显式链接或其他方法。 3．磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。 4．文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。目录组织方式可以不使用索引结点的方式，但使用索引结点，则难度系数为1.2。 5．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。要求提供以下相关文件操作： （1）具有login (用户登录) （2）系统初始化（建文件卷、提供登录模块） （3）文件的创建： create （4）文件的打开：open （5）文件的读：read （6）文件的写：write （7）文件关闭：close （8）文件夹创建cd

成功移植Ubuntu22根文件系统，并且在IMX6ULL、IMX6SOLOX，IMX6Q上做了测试，完全适用！此压缩包（Ubuntu22_rootfs.zip）包括挂载脚本、卸载脚本、移植方法PDF文档和移植好的根文件系统压缩包。请大家放心下载，有问题请在评论区留言，我会及时回复，并耐心解答大家的问题！

一、课程设计的内容 本课程设计要求设计一个模拟的多用户多级目录的文件系统。通过具体的文件存储空间的管理、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功能和实现过程的理解。 二、课程设计的要求与数据 1．在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。 2．文件物理结构可采用显式链接或其他方法。 3．磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。 4．文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。目录组织方式可以不使用索引结点的方式，但使用索引结点，则难度系数为1.2。 5．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。要求提供以下相关文件操作： （1）具有login (用户登录) （2）系统初始化（建文件卷、提供登录模块） （3）文件的创建： create （4）文件的打开：open （5）文件的读：read （6）文件的写：write （7）文件关闭：close （8）删除文件：d

#include #include #include #include using namespace std; //1代表普通文件2代表目录文件0表示空文件 #define GENERAL 1 #define DIRECTORY 2 #define HXSH 0 struct FCB { char fname[16]; //文件名 char type; int size; //文件大小 int fatherBlockNum; //当前的父目录盘块号 int currentBlockNum; //当前的盘块 void initialize() { strcpy(fname,"\0"); type = HXSH; size =0; fatherBlockNum = currentBlockNum = 0; } }; /*常量设置*/ const char* FilePath = "C:\\myfiles"; const int BlockSize = 512; //盘块大小 const int OPEN_MAX = 5; //能打开最多的文件数 const int BlockCount = 128; //盘块数 const int DiskSize = BlockSize*BlockCount; //磁盘大小 const int BlockFcbCount = BlockSize/sizeof(FCB);//目录文件的最多FCB数 int OpenFileCount = 0; struct OPENLIST //用户文件打开表 { int files; //当前打开文件数 FCB f[OPEN_MAX]; //FCB拷贝 OPENLIST() { files=0; for(int i=0;iformat();//打开文件列表初始化 delete openlist; openlist=new OPENLIST; /*-------保存到磁盘上myfiles--------*/ fp = fopen(FilePath,"w+"); fwrite(BaseAddr,sizeof(char),DiskSize,fp); fclose(fp); printf("----------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*-----------------------创建子目录-------------------*/ int mkdir(char *sonfname) { //判断是否有重名 //寻找空白子目录项 //寻找空白盘块号 //当前目录下增加该子目录项 //分配子目录盘块，并且初始化 //修改fat表 int i,temp,iFAT; struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); /*--------为了避免该目录下同名文件夹--------*/ for(i = 1;ifcb[i].type==DIRECTORY && strcmp(dir->fcb[i].fname,sonfname)==0 ) { printf("该文件夹下已经有同名的文件夹存在了!\n"); return 0; } } //查找空白fcb序号 for(i=1;ifcb[i].type==HXSH) break; } if(i==BlockFcbCount) { printf("该目录已满!请选择新的目录下创建!\n"); return 0; } temp=i; for(i = 3;i < BlockCount;i++) { if(osPoint->FAT1[i] == 0) break; } if(i == BlockCount) { printf("磁盘已满!\n"); return 0; } iFAT=i; /*-------------接下来进行分配----------*/ osPoint->FAT1[iFAT]=osPoint->FAT2[iFAT] = 2; //2表示分配给下级目录文件 //填写该分派新的盘块的参数 strcpy(dir->fcb[temp].fname,sonfname); dir->fcb[temp].type=DIRECTORY; dir->fcb[temp].fatherBlockNum=current; dir->fcb[temp].currentBlockNum=iFAT; //初始化子目录文件盘块 dir=(struct dirFile*)(osPoint->data [iFAT-3]); //定位到子目录盘块号 dir->init (current,iFAT,sonfname);//iFAT是要分配的块号，这里的current用来指要分配的块的父块号 printf("---------------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*-------删除当前目录下的文件夹--------*/ int rmdir(char *sonfname) { int i,temp,j;//确保当前目录下有该文件,并记录下该FCB下标 struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); for(i=1;ifcb[i].type==DIRECTORY && strcmp(dir->fcb[i].fname,sonfname)==0) { break; } } temp=i; if(i==BlockFcbCount) { printf("当前目录下不存在该子目录!\n"); return 0; } j = dir->fcb[temp].currentBlockNum; struct dirFile *sonDir; //当前子目录的指针 sonDir=(struct dirFile *)(osPoint->data [ j - 3]); for(i=1;ifcb[i].type!=HXSH) { printf("该文件夹为非空文件夹,为确保安全，请清空后再删除!\n"); return 0; } } /*开始删除子目录操作*/ osPoint->FAT1[j] = osPoint->FAT2[j]=0; //fat清空 char *p=osPoint->data[j-3]; //格式化子目录 memset(p,0,BlockSize); dir->fcb[temp].initialize(); //回收子目录占据目录项 printf("---------------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*-----------在当前目录下创建文本文件---------------*/ int create(char *name) { int i,iFAT;//temp, int emptyNum = 0,isFound = 0; //空闲目录项个数 struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); //查看目录是否已满 //为了避免同名的文本文件 for(i=1;ifcb[i].type == HXSH && isFound == 0) { emptyNum = i; isFound = 1; } else if(dir->fcb[i].type==GENERAL && strcmp(dir->fcb[i].fname,name)==0 ) { printf("无法在同一目录下创建同名文件!\n"); return 0; } } if(emptyNum == 0) { printf("已经达到目录项容纳上限，无法创建新目录!\n"); return 0; } //查找FAT表寻找空白区，用来分配磁盘块号j for(i = 3;iFAT1[i]==0) break; } if(i==BlockCount) { printf("磁盘已满!\n"); return 0; } iFAT=i; /*------进入分配阶段---------*/ //分配磁盘块 osPoint->FAT1[iFAT] = osPoint->FAT2[iFAT] = 1; /*-----------接下来进行分配----------*/ //填写该分派新的盘块的参数 strcpy(dir->fcb[emptyNum].fname,name); dir->fcb[emptyNum].type=GENERAL; dir->fcb[emptyNum].fatherBlockNum=current; dir->fcb[emptyNum].currentBlockNum=iFAT; dir->fcb[emptyNum].size =0; char* p = osPoint->data[iFAT -3]; memset(p,4,BlockSize); printf("----------------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*-------查询子目录------------*/ int listshow() { int i,DirCount=0,FileCount=0; //搜索当前目录 struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); for(i=1;ifcb[i].type==GENERAL) { //查找普通文件 FileCount++; printf("%s 文本文件.\n",dir->fcb[i].fname); } if(dir->fcb[i].type==DIRECTORY) { //查找目录文件 DirCount++; printf("%s 文件夹.\n",dir->fcb[i].fname); } } printf("\n该目录下共有 %d 个文本文件, %d 个文件夹\n\n",FileCount,DirCount); printf("--------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*---------在当前目录下删除文件-----------*/ int delfile(char *name) { int i,temp,j; //确保当前目录下有该文件,并且记录下它的FCB下标 struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); for(i=1;ifcb[i].type==GENERAL && strcmp(dir->fcb[i].fname,name)==0) { break; } } if(i==BlockFcbCount) { printf("当前目录下不存在该文件!\n"); return 0; } int k; for(k=0;kf [k].type = GENERAL)&& (strcmp(openlist->f [k].fname,name)==0)) { if(openlist->f[k].fatherBlockNum == current) { break; } else { printf("该文件未在当前目录下!\n"); return 0; } } } if(k!=OPEN_MAX) { close(name); } //从打开列表中删除 temp=i; /*开始删除文件操作*/ j = dir->fcb [temp].currentBlockNum ; //查找盘块号j osPoint->FAT1[j]=osPoint->FAT2[j]=0; //fat1,fat2表标记为空白 char *p=osPoint->data[j - 3]; memset(p,0,BlockSize); //清除原文本文件的内容 dir->fcb[temp].initialize(); //type=0; //标记该目录项为空文件 printf("------------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*--------------进入当前目录下的子目录--------------*/ int changePath(char *sonfname) { struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); /*回到父目录*/ if(strcmp(sonfname,"..")==0) { if(current==2) { printf("你现已经在根目录下!\n"); return 0; } current = dir->fcb[0].fatherBlockNum ; currentPath = currentPath.substr(0,currentPath.size() - strlen(dir->fcb[0].fname )-1); return 1; } /*进入子目录*/ int i,temp; //确保当前目录下有该目录,并且记录下它的FCB下标 for(i = 1; i < BlockFcbCount; i++) { //查找该文件 if(dir->fcb[i].type==DIRECTORY && strcmp(dir->fcb[i].fname,sonfname)==0 ) { temp=i; break; } } if(i==BlockFcbCount) { printf("不存在该目录!\n"); return 0; } //修改当前文件信息 current=dir->fcb [temp].currentBlockNum ; currentPath = currentPath+dir->fcb [temp].fname +"\\"; printf("-------------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*--------System exit---------------------*/ int exit() { //将所有文件都关闭 //保存到磁盘上C:\myfiles fp=fopen(FilePath,"w+"); fwrite(BaseAddr,sizeof(char),DiskSize,fp); fclose(fp); //释放内存上的虚拟磁盘 free(osPoint); //释放用户打开文件表 delete openlist; printf("---------------------------------------------------------\n\n"); return 1; } /*-------------在指定的文件里记录信息---------------*/ int write(char *name) { int i; char *startPoint,*endPoint; //在打开文件列表中查找 file(还需要考虑同名不同目录文件的情况!!!) for(i=0;if [i].fname,name)==0 ) { if(openlist->f[i].fatherBlockNum ==current) { break; } else { printf("该文件处于打开列表中，本系统只能改写当前目录下文件!\n"); return 0; } } } if(i==OPEN_MAX) { printf("该文件尚未打开,请先打开后写入信息!!\n"); return 0; } int active=i; int fileStartNum = openlist->f[active].currentBlockNum - 3 ; startPoint = osPoint->data[fileStartNum]; endPoint = osPoint->data[fileStartNum + 1]; printf("请输入文本以Ctrl D号结束:\t"); char input; while(((input=getchar())!=4)) { if(startPoint < endPoint-1) { *startPoint++ = input; } else { printf("达到单体文件最大容量！"); *startPoint++ = 4; break; } } return 1; } /*---------选择一个打开的文件读取信息----------*/ int read(char *file) { int i,fileStartNum; char *startPoint,*endPoint; //struct dirFile *dir; //在打开文件列表中查找 file(还需要考虑同名不同目录文件的情况!!!) for(i=0;if [i].fname,file)==0 ) { if(openlist->f[i].fatherBlockNum ==current) { break; } else { printf("该文件处于打开列表中，本系统只能阅读当前目录下文件!\n"); return 0; } } } if(i==OPEN_MAX) { printf("该文件尚未打开,请先打开后读取信息!\n"); return 0; } int active=i; //计算文件物理地址 fileStartNum = openlist->f[active].currentBlockNum - 3 ; startPoint = osPoint->data[fileStartNum]; endPoint = osPoint->data[fileStartNum + 1]; //end_dir=(struct dirFile *)[BlockSize-1]; //q=(char *)end_dir; printf("该文件的内容为: "); while((*startPoint)!=4&& (startPoint < endPoint)) { putchar(*startPoint++); } printf("\n"); return 1; } /*当前目录下添加一个打开文件*/ int open(char *file)//打开文件 { int i,FcbIndex; //确保没有打开过该文件 = 相同名字 + 相同目录 for(i=0;if[i].type ==GENERAL && strcmp(openlist->f [i].fname,file)==0 &&openlist;->f[i].fatherBlockNum == current) { printf("该文件已经被打开!\n"); return 0; } } //确保有空的打开文件项 if(openlist->files == OPEN_MAX) { printf("打开文件数目达到上限!无法再打开新文件.\n"); return 0; } //确保当前目录下有该文件,并且记录下它的FCB下标 struct dirFile *dir; //当前目录的指针 if(current==2) dir=&(osPoint->root); else dir=(struct dirFile *)(osPoint->data [current-3]); for(i = 1;i< BlockFcbCount;i++) { //查找该文件 if(dir->fcb[i].type==GENERAL && strcmp(dir->fcb[i].fname,file)==0 ) { FcbIndex=i; break; } } if(i==BlockFcbCount) { printf("当前目录下不存在该文件!\n"); return 0; } //装载新文件进入打开文件列表,(FCB信息，文件数++) ？？难道名字过不来？ openlist->f[OpenFileCount] = dir->fcb[FcbIndex]; //FCB拷贝 openlist->files ++; printf("文件打开成功!\n"); OpenFileCount++; return 1; } int close(char *file) { //释放该文件所占内存 //释放用户打开文件列表表项 int i; //在打开文件列表中查找 file(还需要考虑同名不同目录文件的情况!!!) for(i=0;if [i].type = GENERAL)&& (strcmp(openlist->f [i].fname,file)==0)) { if(openlist->f[i].fatherBlockNum == current) { break; } else { printf("该文件已打开，但未在当前目录下，无法关闭!\n"); return 0; } } } if(i==OPEN_MAX) { printf("该文件未在打开列表中!\n"); return 0; } int active=i; openlist->files --; openlist->f[active].initialize(); OpenFileCount--; printf("该文件已关闭!\n"); return 1; } int main() { /*********************************************************************/ printf("-----Welcome To My Operate System Of File(FAT)-----\n"); //使用说明书 printf("\n 以下是使用说明书：\n"); printf("--------------------------------------------------------------\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("|| mkdir dirname :创建子目录. || \n"); printf("|| rmdir dirname :删除子目录. || \n"); printf("|| ls dirname :显示当前目录下信息. || \n"); printf("|| cd dirname :更改当前目录. || \n"); printf("|| create filename :创建一个新文件,并且打开. || \n"); printf("|| write filename :选择一个打开的文件写入信息 || \n"); printf("|| read filename :选择一个打开的文件读取信息. || \n"); printf("|| rm filename :删除文件. || \n"); printf("|| open filename :打开文件. || \n"); printf("|| close filename :关闭文件. || \n"); printf("-------------------------------------------------------------\n\n"); //创建用户文件打开表 openlist=new OPENLIST; //申请虚拟空间并且初始化 BaseAddr=(char *)malloc(DiskSize); //虚拟磁盘初始化 osPoint=(struct DISK *)(BaseAddr); //加载磁盘文件 if((fp=fopen(FilePath,"r"))!=NULL){ fread(BaseAddr,sizeof(char),DiskSize,fp); printf("加载磁盘文件( %s )成功,现在可以进行操作了!\n\n",FilePath); } else{ printf("这是你第一次使用该文件管理系统!\t正在初始化...\n"); format(); printf("初始化已经完成,现在可以进行操作了!\n\n"); } printf("--------------------------------------------------------------\n\n"); while(1){ cout<>cmd; if(cmd=="format"){ format(); } else if(cmd=="mkdir"){ cin>>command; mkdir(command); } else if(cmd=="rmdir"){ cin>>command; rmdir(command); } else if(cmd=="ls"){ listshow(); } else if(cmd=="cd"){ cin>>command; changePath(command); } else if(cmd=="create"){ cin>>command; create(command); } else if(cmd=="write"){ cin>>command; write(command); } else if(cmd=="read"){ cin>>command; read(command); } else if(cmd=="rm"){ cin>>command; delfile(command); } else if(cmd=="open"){ cin>>command; open(command); } else if(cmd=="close"){ cin>>command; close(command); } else if(cmd=="exit"){ exit(); break; } else cout<<"无效指令,请重新输入:"<

2022-07-01 13:25:07 17KB 文件系统代码

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