要求对已分配盘块采用索引方式管理,空闲盘块采用位示图管理,实现分配、回收和盘块一致性检查。根据以上题目实现代码并给出注释
时间: 2024-02-19 13:02:28 浏览: 140
操作系统用位示图管理磁盘的空间的分配与回收_磁盘的空间的分配与回收_
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好的,下面是一个简单的实现代码及注释,供参考:
```c++
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
const int BLOCK_SIZE = 4096; // 磁盘块大小为4KB
const int BLOCK_NUM = 10000; // 磁盘块数量为10000个
// 定义磁盘块结构体
struct Block {
int id; // 磁盘块编号
char data[BLOCK_SIZE]; // 磁盘块数据
};
// 定义位示图结构体
struct BitMap {
int size; // 位示图规模(即磁盘块数量)
bool* map; // 位示图数组
};
// 定义索引表结构体
struct IndexTable {
int size; // 索引表规模
int* index; // 索引表数组
};
// 定义文件结构体
struct File {
int id; // 文件编号
int size; // 文件大小(磁盘块数)
int* block; // 文件所占用的磁盘块编号数组
};
// 定义全局变量
Block disk[BLOCK_NUM]; // 磁盘
BitMap bitmap; // 位示图
IndexTable index_table; // 索引表
// 初始化位示图
void init_bitmap() {
bitmap.size = BLOCK_NUM;
bitmap.map = new bool[BLOCK_NUM];
memset(bitmap.map, 0, BLOCK_NUM * sizeof(bool)); // 初始化为0(即全部空闲)
}
// 初始化索引表
void init_index_table() {
index_table.size = BLOCK_NUM / 10; // 假设每个文件平均占用10个磁盘块
index_table.index = new int[index_table.size];
memset(index_table.index, -1, index_table.size * sizeof(int)); // 初始化为-1(即全部空闲)
}
// 分配磁盘块
int alloc_block() {
for (int i = 0; i < BLOCK_NUM; i++) {
if (bitmap.map[i] == false) { // 找到第一个空闲磁盘块
bitmap.map[i] = true; // 标记为已分配
return i; // 返回磁盘块编号
}
}
return -1; // 没有空闲磁盘块
}
// 回收磁盘块
void free_block(int block_id) {
bitmap.map[block_id] = false; // 标记为未分配
}
// 分配文件所占用的磁盘块
bool alloc_file_block(File& file) {
int block_num = file.size;
if (block_num > BLOCK_NUM) return false; // 文件大小超出磁盘容量
int index_num = block_num / 10 + 1; // 假设每个索引项可以存储10个磁盘块编号
if (index_num > index_table.size) return false; // 索引表空间不足
// 分配索引表项
int index_block_id = alloc_block();
if (index_block_id == -1) return false; // 分配失败
index_table.index[0] = index_block_id;
// 分配磁盘块
int block_id;
for (int i = 0; i < block_num; i++) {
if (i % 10 == 0 && i > 0) { // 需要创建新的索引表项
int index_id = i / 10;
int new_index_block_id = alloc_block();
if (new_index_block_id == -1) return false; // 分配失败
index_table.index[index_id] = new_index_block_id;
}
block_id = alloc_block();
if (block_id == -1) return false; // 分配失败
file.block[i] = block_id;
int index_id = i / 10;
int index_block_id = index_table.index[index_id];
disk[index_block_id].data[i % 10] = block_id; // 将磁盘块编号存储到索引表中
}
return true;
}
// 回收文件所占用的磁盘块
void free_file_block(File& file) {
for (int i = 0; i < file.size; i++) {
int block_id = file.block[i];
free_block(block_id); // 回收磁盘块
}
// 回收索引表项
for (int i = 0; i < index_table.size; i++) {
int index_block_id = index_table.index[i];
if (index_block_id == -1) break; // 已经没有索引表项了
free_block(index_block_id);
index_table.index[i] = -1;
}
}
// 检查位示图和索引表的一致性
bool check_consistency() {
// 统计已分配磁盘块的数量
int count = 0;
for (int i = 0; i < BLOCK_NUM; i++) {
if (bitmap.map[i] == true) {
count++;
}
}
// 统计索引表中记录的磁盘块数量
int index_count = 0;
for (int i = 0; i < index_table.size; i++) {
int index_block_id = index_table.index[i];
if (index_block_id == -1) break; // 已经没有索引表项了
for (int j = 0; j < 10; j++) {
int block_id = disk[index_block_id].data[j];
if (block_id != -1) {
index_count++;
} else {
break; // 没有更多的磁盘块了
}
}
}
return (count == index_count); // 返回一致性检查结果
}
int main() {
init_bitmap();
init_index_table();
// 创建一个文件并分配磁盘块
File file;
file.id = 1;
file.size = 20;
file.block = new int[file.size];
bool success = alloc_file_block(file);
if (!success) {
cout << "Failed to allocate disk blocks for file " << file.id << endl;
} else {
cout << "Allocated disk blocks for file " << file.id << ": ";
for (int i = 0; i < file.size; i++) {
cout << file.block[i] << " ";
}
cout << endl;
}
// 回收文件所占用的磁盘块
free_file_block(file);
cout << "Freed disk blocks for file " << file.id << endl;
// 检查位示图和索引表的一致性
bool consistent = check_consistency();
if (consistent) {
cout << "Disk blocks consistency check passed" << endl;
} else {
cout << "Disk blocks consistency check failed" << endl;
}
return 0;
}
```
注释中已经对代码进行了详细的解释,主要实现了磁盘空间的管理和一致性检查等功能。需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际的文件系统实现会更加复杂,需要考虑更多的因素,例如文件的权限、磁盘的分区、磁盘的故障处理等。
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