C++设计一个linux二级文件系统中代码读写部分

这是一个比较复杂的问题，需要较长的代码实现。以下是一个简单的实现，仅供参考：

首先，我们需要定义一些数据结构来表示文件系统中的文件和目录。

// inode 结构体，表示文件或目录
struct inode {
    int inum; // inode 编号
    int type; // 0 表示文件，1 表示目录
    int size; // 文件大小
    int blocks[16]; // 文件分配的块号
    int link; // 文件或目录的链接数
    time_t atime; // 访问时间
    time_t mtime; // 修改时间
};

// superblock 结构体，表示文件系统的基本信息
struct superblock {
    int magic; // 文件系统魔数
    int isize; // inode 数量
    int fsize; // 数据块数量
};

// 文件系统结构体
struct filesystem {
    int fd; // 文件描述符
    struct superblock sb; // 文件系统基本信息
    struct inode* inodes; // inode 数组
    char* blocks; // 数据块数组
};

接下来，我们需要实现文件系统的初始化、读写操作等函数。

// 初始化文件系统
void fs_init(struct filesystem* fs, const char* path) {
    fs->fd = open(path, O_RDWR);
    read(fs->fd, &fs->sb, sizeof(fs->sb));
    fs->inodes = malloc(sizeof(struct inode) * fs->sb.isize);
    lseek(fs->fd, 1024, SEEK_SET);
    read(fs->fd, fs->inodes, sizeof(struct inode) * fs->sb.isize);
    fs->blocks = malloc(fs->sb.fsize * 1024);
    lseek(fs->fd, 1024 * (2 + fs->sb.isize), SEEK_SET);
    read(fs->fd, fs->blocks, fs->sb.fsize * 1024);
}

// 读取一个文件或目录的 inode
struct inode* get_inode(struct filesystem* fs, int inum) {
    if (inum < 1 || inum > fs->sb.isize) {
        return NULL;
    }
    return &fs->inodes[inum - 1];
}

// 读取一个块的数据
void read_block(struct filesystem* fs, int block, char* buf) {
    if (block < 0 || block >= fs->sb.fsize) {
        return;
    }
    memcpy(buf, fs->blocks + block * 1024, 1024);
}

// 写入一个块的数据
void write_block(struct filesystem* fs, int block, const char* buf) {
    if (block < 0 || block >= fs->sb.fsize) {
        return;
    }
    memcpy(fs->blocks + block * 1024, buf, 1024);
    lseek(fs->fd, 1024 * (2 + fs->sb.isize + block), SEEK_SET);
    write(fs->fd, buf, 1024);
}

// 读取一个文件的数据
int read_file(struct filesystem* fs, struct inode* inode, int offset, char* buf, int size) {
    if (inode->type != 0) {
        return -1;
    }
    if (offset < 0 || offset >= inode->size) {
        return 0;
    }
    if (offset + size > inode->size) {
        size = inode->size - offset;
    }
    int block_offset = offset / 1024;
    int block_size = size / 1024 + (size % 1024 ? 1 : 0);
    char block_data[1024];
    for (int i = 0; i < block_size; i++) {
        read_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
        if (i == 0) {
            memcpy(buf, block_data + offset % 1024, 1024 - offset % 1024);
        } else if (i == block_size - 1) {
            memcpy(buf + (i * 1024 - offset), block_data, size % 1024);
        } else {
            memcpy(buf + (i * 1024 - offset), block_data, 1024);
        }
    }
    inode->atime = time(NULL);
    lseek(fs->fd, 1024 + (inode->inum - 1) * sizeof(struct inode), SEEK_SET);
    write(fs->fd, inode, sizeof(struct inode));
    return size;
}

// 写入一个文件的数据
int write_file(struct filesystem* fs, struct inode* inode, int offset, const char* buf, int size) {
    if (inode->type != 0) {
        return -1;
    }
    if (offset < 0 || offset >= inode->size) {
        return 0;
    }
    if (offset + size > inode->size) {
        size = inode->size - offset;
    }
    int block_offset = offset / 1024;
    int block_size = size / 1024 + (size % 1024 ? 1 : 0);
    char block_data[1024];
    for (int i = 0; i < block_size; i++) {
        if (i == 0 && block_offset + i < 16) {
            read_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
            memcpy(block_data + offset % 1024, buf, 1024 - offset % 1024);
            write_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
        } else if (i == block_size - 1 && block_offset + i < 16) {
            read_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
            memcpy(block_data, buf + (i * 1024 - offset), size % 1024);
            write_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
        } else if (block_offset + i < 16) {
            read_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
            memcpy(block_data, buf + (i * 1024 - offset), 1024);
            write_block(fs, inode->blocks[block_offset + i], block_data);
        }
    }
    inode->mtime = time(NULL);
    lseek(fs->fd, 1024 + (inode->inum - 1) * sizeof(struct inode), SEEK_SET);
    write(fs->fd, inode, sizeof(struct inode));
    return size;
}

以上代码实现了文件系统的初始化、读取 inode、读写数据块、读取文件数据、写入文件数据等基本操作。但是这只是一个简单的实现，实际的文件系统会更加复杂，并且需要考虑并发访问等问题。