西安郵電大學。
报告书。1 实验目的。
操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源的虚拟机，其中的文件系统是对软件和设备进行管理的系统，文件系统是操作系统中非常重要的一个模块，它的实现占用了操作系统源码的最大编码量，其好坏也直接影响着用户对操作系统的感受程度。通过对操作系统课程设计的实践，进一步加深对文件系统的认识和理解，并在此基础上培养学生的工程应用能力。实验分别从用户态和内核态两个层次实践文件系统的部分功能。
2 实验任务。
2.1 ls实现。
在linux下编程实现带参数的shell命令 ls，ls命令必须支持如下功能。
1.基本要求。
1) 支持 -l 参数；
2) 输出结果按字典排序；
3) 列出“.”文件，支持-a参数，在没有-a时候不显示隐藏文件；
4) 显示记录总数。
2.高级要求。
1) 支持对给定的目录进行操作，如 ls /tmp；
2) 输出结果分栏排序，每栏的宽度由这一栏最长的文件名决定，显示的栏数还受终端显示器的宽度影响，每一列尽可能的等宽；
3) 正确显示文件特殊属性suid、sgid和sticky，参见联机帮助确保程序能处理各种情况；
4) 支持标准的ls支持选项-r，它的功能是递归地列出目录中所有的文件包含子目录中的文件；
5) 支持标准的ls支持选项-u，它会显示出文件的最后访问时间，如果用了-u而不用-l，会有什么结果？；
6) 当关掉一个文件的读权限，就不能打开这个文件来读。如果从一个终端登录，打开一个文件，保持文件的打开状态，然后从另外的终端登录，去掉文件的读权限，这时有什么事情会发生？编写一个程序，先用open()打开一个文件，用read()读一些内容，调用sleep()等待20s以后，再读一些内容，从另外的终端，再等待的20s内去掉文件的读权限，这样会有什么结果？。
2.2编写内核模块显示目录或文件的信息。
1) 使用内核模块编程；
2) 调试《linux操作系统原理与应用》第8章文件系统p215 的例子；
3) 练习给内核模块传入参数，参考关于带参数的模块编程
4) 给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径；
1） 当path为目录时，显示目录对应的dentrey结构中的相关信息（可打印的信息）；
2） 当path为文件时，显示文件对应的indoe结构中的相关信息（可打印的信息）；
3） 当路径错误时，有错误提示信息。
3 开发环境。
4 测试环境。
5 总体设计。
5.1功能组织图。
图1-1ls是用来列出目录下的文件。
ls-l列出文件的详细信息，如创建者，创建时间，文件的读写权限列表等等。
ls-a列出文件下所有的文件，包括以“.“开头的隐藏文件（linux下文件隐藏文件是以。开头的，如果存在。代表存在着父目录）
ls-l-a和ls-a-l列出文件的详细信息，如创建者，创建时间，文件的读写权限列表等等，包括以“.“开头的隐藏文件。
ls-r将目录下所有的子目录的文件都列出来，相当于我们编程中的“递归”实现。
ls-u显示访问时间但根据名称排序。
5.2原理。
文件是文件系统对数据的分割单元。文件系统用目录来组织文件，予文件以上下分级的结构。在硬盘上实现这一分级结构的关键，是使用inode来虚拟普通文件和目录文件对象。
在linux文件管理中，我们知道，一个文件除了自身的数据之外，有一个附属信息，即文件的元数据(metadata)。这个元数据用于记录文件的许多信息，比如文件大小，拥有人，所属的组，修改日期等等。元数据并不包含在文件的数据中，而是由操作系统维护的。
事实上，这个所谓的元数据就包含在inode中。我们可以用$ls -l filename来查看这些元数据。正如我们上面看到的，inode所占据的区域与数据块的区域不同。
每个inode有一个唯一的整数编号(inode number)表示。
在保存元数据，inode是“文件”从抽象到具体的关键。正如上一节中。
到的，inode储存由一些指针，这些指针指向存储设备中的一些数据块，文件的内容就储存在这些数据块中。当linux想要打开一个文件时，只需要找到文件对应的inode，然后沿着指针，将所有的数据块收集起来，就可以在内存中组成一个文件的数据了。
6 详细设计。
6.1 模块一参数处理。
1.功能。处理输入的参数。
2.算法/流程图。
3.运行结果。
4.模块使用的主要函数、数据类型和宏。
1)主要函数说明。
1）函数一。
原型：main(int ac, char ***)
功能：用来列出目录下的文件。
参数：无。返回值：void
6.2 模块二 ls
1.功能：具体实现ls
2.算法/流程图。
首先，我们使用opendir函数打开目录a，返回指向目录a的dir结构体c。
接着，我们调用readdir( c)函数读取目录a下所有文件（包括目录），返指向目录a下所有文件的dirent结构体d。
然后，我们遍历d，调用stat（d->name,stat *e）来获取每个文件的详细信息，存储在stat结构体e中。
3.运行结果。
ls-r4.模块使用的主要函数、数据类型和宏。
1)主要函数说明。
1）函数一。
原型：void ls(char)
功能：用来列出目录下的文件。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：maxlen
类型：int
含义：最长文件名。
2）数据类型2
名称：fn类型：int
含义：文件数量。
3）数据类型3
名称：le**e_len
类型：int
含义：文件名长度。
3)宏。名称：filemaxsize
含义：文件名长度。
名称：maxrowlen
含义：输出宽度。
2）函数二。
原型：void ls_r(char)
功能：用来列出目录下的所有文件。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：direntp
类型：struct dirent *
含义：目录流指针。
2）数据类型2
名称：dir_ptr
类型：dir *
含义：记录打开的目录的信息。
3）数据类型3
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
3）函数三。
原型：void ls_u(char)
功能：显示文件的访问时间。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：direntp
类型：struct dirent *
含义：目录流指针。
2）数据类型2
名称：dir_ptr
类型：dir *
含义：记录打开的目录的信息。
3）数据类型3
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
4）数据类型4
名称：fullpath
类型：char *
含义：记录文件的绝对路径。
4）函数四。
原型：void ls_a(char)
功能：显示隐藏文件。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：direntp
类型：struct dirent *
含义：目录流指针。
2）数据类型2
名称：dir_ptr
类型：dir *
含义：记录打开的目录的信息。
4）数据类型4
名称：fullpath
类型：char *
含义：记录文件的绝对路径。
5）函数五。
原型：void ls_l_a(char)
功能：显示隐藏文件的信息。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：direntp
类型：struct dirent *
含义：目录流指针。
2）数据类型2
名称：dir_ptr
类型：dir *
含义：记录打开的目录的信息。
3）数据类型3
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
4）数据类型4
名称：fullpath
类型：char *
含义：记录文件的绝对路径。
6）函数六。
原型：void ls_l(char)
功能：显示文件的信息。
参数：char
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：direntp
类型：struct dirent *
含义：目录流指针。
2）数据类型2
名称：dir_ptr
类型：dir *
含义：记录打开的目录的信息。
3）数据类型3
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
4）数据类型4
名称：fullpath
类型：char *
含义：记录文件的绝对路径。
7）函数七。
原型：void sort(char title[filemaxsize],int n);
功能：对文件名进行字典排序。
参数：char title[filemaxsize],int n
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：i,j,k
类型：int
含义：循环变量。
8）函数八。
原型：void dostat(char *fullpath, char *filename);
功能：读取文件属性之前的判断，判断是否可以读取。
参数：char *fullpath, char *filename
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
9）函数九。
原型：void dostat_u(char *fullpath, char *filename);
功能：读取将要显示访问时间的文件属性之前的判断，判断是否可以读取。
参数：char *fullpath, char *filename
返回值：void
2)数据类型。
1）数据类型1
名称：info
类型：struct stat
含义：记录文件的属性。
10）函数十。
原型：void stat(char *fullpath, struct stat *info);
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