操作系统课程设计

一个多用户多级目录结构文件系统设计与实现。

课程设计的环境是linux 操作系统。设计时可利用linux 提供的文件管理的功能调用，建立一个模拟的文件系统。基本思想是，在linux 系统中创建一个较大容量的文件，作为所设计的文件系统的“文件卷”，并利用linux 系统的功能调用，编写各程序模块。

以 1m 的存储器空间作为文件空间，空间“分块”，编号为 0#～(blkmax-1)# 。“分块”就是规定对文件卷的读/写以块为单位，每次读/写的起点为块大小的整倍数。分块主要体现在文件卷的读/写模块上。

# define bsize 512 /*512bytes/块 */

# define blkmax 2048 /*共2048 块 */

#块的作用： 0# 块是专用块(超级块)。前半部用于存放文件卷空间的位示图(bitmap)，位状态='0'表示对应块空闲，状态='1'表示已分配。

后半部的最后32 个字节用于存放根目录的目录结构。0#块不参与文件空间的动态分配。1#～(blkmax-1)#块用于存放文件(普通文件和子目录文件)的信息。

本文件管理系统分为五层，上层调用下层，下层为上层服务。以下为各层（由低到高）的简要说明：

1、块管理层，通过tblock类实现。

设下列主要函数：

balloc()-块分配函数。

brelse()-块释放函数。

bread()—读一块函数。

bwrite()—写一块函数。

2、fcb管理层，通过tfcb类实现。

功能涉及到fcb结构的操作，定义了一些与fcb操作相关的函数。

3、打开文件管理层，通过tofile类实现。

功能为涉及ofile结构的操作。

4、命令解释层，通过tenter类和torder类实现。

功能为接受来自用户的命令，并解释、执行用户提出的文件访问操作。按系统的的功能要求，可以open(),close(),read(),write()；等函数。

用户信息的存储结构：

struct usernode//注册用户信息。

char d_flag; /标识该用户信息是否有效，超级用户为用户数目，－1表示无效。

char d_uid; /用户标识，为0时表示是超级*/

char d_gid; /同组用户标识*/

char d_name[8];/用户名，但不超过八个字节，超过八位自动截取*/

char password[8];/用户密码但不超过八位，超过八位自动截取*/

目录文件结点信息存储结构：

struct dir

unsigned short d_mode; /文件属性及访问权限，<=0时为空结构。

char d_uid文件主标识。

char d_gid文件主同组用户标识。

int d_fsize文件大小(字节),作为目录结构时为该目录下文件个数。

char d_name[8文件名。

int d_add[10存放文件信息的空间地址(块号)

fcb在内存中的结构：

struct sfcb

char f_count; /文件访问计数*/

char f_flag; /标志字*/

int f_blkno; /存放本文件目录结构的块号*/

int f_number; /文件目录结构所在块内偏移序号*/

unsigned short f_mode; /文件属性*/

*以下各项信息在文件打开时从struct dir获取*/

char f_uid;

char f_gid;

int f_fsize;

char f_name[8];

int f_add[10];

文件目录存储位置存储结构：

struct hfcb//用于namei函数，返回文件目录结构存储位置。

int blkno存放本文件目录结构的块号。

int offset文件目录结构所在块内偏移序号。

打开文件结构：

struct hofile

char o_flag标志字。

int o_count访问计数。

struct sfcb* o_fcbp对就打开文件fcb结构指针。

int o_offset文件当前读/写指针。

内存中的用户结点结构：

struct tuser

char u_name[8]; 用户名，登录时使用。

char u_uid用户标识，文件创建时的文件主。

char u_gid同组用户标识。

struct sfcb *u_cdir; /现行工作目录标识。

int u_error执行文件管理函数时返回的错误**，创建文件时被用来存储文件设置。

char*u_base读/写文件时信息存储区始址。

int u_count读/写文件时信息字节数。

int u_offset读/写文件的相对位移量。

char u_obuf[8文件路径名分量暂存区(查找文件时用)

struct sfcb* u_pdir; /新文件父目录fcb指针(文件创建时用)

struct hofile *u_ofile[5];/本用户打开文件表。

1、以下为的内容：

#include

#include<>

#include

#include<>

#include

using namespace std;

#define block 512

#define blocknum 2048

#define dn 8

#define usernum 10 //最大用户数。

#define filenum 9每个块能存储的文件目录结构数量。

*fcb标志字(f_flag)的各种标志定义为：*/

#define flock 01 /*fcb访问互斥标志*/

#define fupd 02 /*本fcb代表的文件已修改*/

#define fchg 04 /*本fcb结构中某些信息已被修改*/

#define fcbflag 05 //本fcb结构未被使用。

#define fcbuse 07 //本fcb结构已被使用。

#define offlag 06 //本hofile结构未被使用。

#define ofuse 03 //本hofile结构已被使用。

/文件属性及文件访问权限(即d_mode和f_mode)定义：

#define root 111

#define ifroot 011子目录中存储父目录的结构。

#define ifmt 0070000 //文件类型屏蔽字。

#define ifdir 0010000 //子目录文件。

#define ifreg 0020000 //普通文件。

#define iread 0400文件主”读"权限。

#define iwrite 0200文件主“写”权限。

#define iexec 0100文件主“执行”权限。

#define gread 040同组用户“读”权限。

#define gwrite 020同组用户“写”权限。

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