C语言代码实现format:对文件存储器进行格式化,即按照文件系统 的结构对虚拟磁盘空间进行布局, 并在其上创建根目录以及用于管理文件存储空间等的数据结构。 mkdir:用于创建子目录 rmdir:用于删除子目录 ls:用于显示目录 cd:用于更改当前目录 create:用于创建文件 open:用于打开文件 close:用于关闭文件 write:用于写文件 read:用于读文件 rm:用于删除文件

时间: 2024-01-08 10:02:49 浏览: 91
以下是一个简单的基于C语言的文件系统实现,包含了上述提到的各种操作函数: ```C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define BLOCK_SIZE 512 // 定义块大小 #define BLOCK_NUM 1024 // 定义块数目 #define MAX_FILENAME_LEN 256 // 定义文件名最大长度 #define MAX_DIR_ENTRY_NUM 128 // 定义目录最大项数 #define MAX_OPEN_FILE_NUM 16 // 定义最大打开文件数目 #define MAX_FILE_SIZE (BLOCK_SIZE * 128) // 定义文件最大大小 typedef struct { char filename[MAX_FILENAME_LEN]; // 文件名 int size; // 文件大小 int block_num; // 文件所占块数 int block_pointer[128]; // 文件块指针 } File; typedef struct { char dirname[MAX_FILENAME_LEN]; // 目录名 int file_num; // 目录下文件数目 File files[MAX_DIR_ENTRY_NUM]; // 目录下的文件 } Directory; typedef struct { char filename[MAX_FILENAME_LEN]; // 打开文件的文件名 int offset; // 当前读写位置 } OpenFile; Directory root_dir; // 根目录 char disk[BLOCK_NUM][BLOCK_SIZE]; // 虚拟磁盘 int free_block_list[BLOCK_NUM]; // 空闲块列表 int open_file_num = 0; // 当前打开文件数目 OpenFile open_files[MAX_OPEN_FILE_NUM]; // 打开文件列表 // 初始化文件系统 void format() { memset(disk, 0, sizeof(disk)); // 清空虚拟磁盘 memset(free_block_list, 0, sizeof(free_block_list)); // 清空空闲块列表 // 构建根目录 strcpy(root_dir.dirname, "/"); root_dir.file_num = 0; } // 创建子目录 void mkdir(char *dirname) { Directory new_dir; strcpy(new_dir.dirname, dirname); new_dir.file_num = 0; // 将新目录添加到根目录中 root_dir.files[root_dir.file_num].size = 0; root_dir.files[root_dir.file_num].block_num = 0; strcpy(root_dir.files[root_dir.file_num].filename, dirname); root_dir.files[root_dir.file_num].block_pointer[0] = root_dir.file_num + 1; root_dir.file_num++; // 在磁盘上为新目录分配块 int block_index = 0; while (free_block_list[block_index] == 1) { block_index++; } new_dir.files[0].size = 0; new_dir.files[0].block_num = 1; strcpy(new_dir.files[0].filename, "."); new_dir.files[0].block_pointer[0] = block_index; int parent_block_index = block_index; block_index++; new_dir.files[1].size = 0; new_dir.files[1].block_num = 1; strcpy(new_dir.files[1].filename, ".."); new_dir.files[1].block_pointer[0] = 0; // 将新目录写入磁盘 memcpy(disk[parent_block_index], &new_dir, sizeof(new_dir)); // 更新空闲块列表 free_block_list[parent_block_index] = 1; } // 删除子目录 void rmdir(char *dirname) { int i, j; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (strcmp(root_dir.files[i].filename, dirname) == 0) { Directory dir; memcpy(&dir, disk[root_dir.files[i].block_pointer[0]], sizeof(Directory)); // 递归删除子目录中的文件 for (j = 0; j < dir.file_num; j++) { if (dir.files[j].size > 0) { rm(dir.files[j].filename); } } // 将空闲块加入空闲块列表 free_block_list[root_dir.files[i].block_pointer[0]] = 0; // 将该目录项从根目录中删除 for (j = i; j < root_dir.file_num - 1; j++) { root_dir.files[j] = root_dir.files[j+1]; } root_dir.file_num--; break; } } } // 显示目录 void ls() { int i; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (root_dir.files[i].size == 0) { printf("%s/\n", root_dir.files[i].filename); } else { printf("%s\n", root_dir.files[i].filename); } } } // 更改当前目录 void cd(char *dirname) { int i; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (strcmp(root_dir.files[i].filename, dirname) == 0 && root_dir.files[i].size == 0) { Directory dir; memcpy(&dir, disk[root_dir.files[i].block_pointer[0]], sizeof(Directory)); root_dir = dir; break; } } } // 创建文件 void create(char *filename) { int i; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (strcmp(root_dir.files[i].filename, filename) == 0) { printf("File already exists!\n"); return; } } File new_file; strcpy(new_file.filename, filename); new_file.size = 0; new_file.block_num = 0; // 将新文件添加到根目录中 root_dir.files[root_dir.file_num] = new_file; root_dir.file_num++; } // 打开文件 int open(char *filename) { int i; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (strcmp(root_dir.files[i].filename, filename) == 0 && root_dir.files[i].size > 0) { if (open_file_num >= MAX_OPEN_FILE_NUM) { printf("Too many open files!\n"); return -1; } int j; for (j = 0; j < open_file_num; j++) { if (strcmp(open_files[j].filename, filename) == 0) { break; } } if (j == open_file_num) { strcpy(open_files[open_file_num].filename, filename); open_files[open_file_num].offset = 0; open_file_num++; } return j; } } printf("File not found!\n"); return -1; } // 关闭文件 void close(int fd) { if (fd < 0 || fd >= open_file_num) { printf("Invalid file descriptor!\n"); return; } int i; for (i = fd; i < open_file_num - 1; i++) { open_files[i] = open_files[i+1]; } open_file_num--; } // 写文件 int write(int fd, char *buffer, int size) { if (fd < 0 || fd >= open_file_num) { printf("Invalid file descriptor!\n"); return -1; } int file_index; for (file_index = 0; file_index < root_dir.file_num; file_index++) { if (strcmp(root_dir.files[file_index].filename, open_files[fd].filename) == 0) { break; } } int block_index = root_dir.files[file_index].block_pointer[root_dir.files[file_index].block_num - 1]; int block_offset = root_dir.files[file_index].size % BLOCK_SIZE; int write_size = 0; while (size > 0 && root_dir.files[file_index].size < MAX_FILE_SIZE) { if (block_offset == 0) { // 如果当前块已满,需要为文件分配新块 int new_block_index = 0; while (free_block_list[new_block_index] == 1) { new_block_index++; } root_dir.files[file_index].block_pointer[root_dir.files[file_index].block_num] = new_block_index; root_dir.files[file_index].block_num++; free_block_list[new_block_index] = 1; block_index = new_block_index; } int copy_size = (size > BLOCK_SIZE - block_offset) ? BLOCK_SIZE - block_offset : size; memcpy(disk[block_index] + block_offset, buffer + write_size, copy_size); block_offset += copy_size; root_dir.files[file_index].size += copy_size; write_size += copy_size; size -= copy_size; } return write_size; } // 读文件 int read(int fd, char *buffer, int size) { if (fd < 0 || fd >= open_file_num) { printf("Invalid file descriptor!\n"); return -1; } int file_index; for (file_index = 0; file_index < root_dir.file_num; file_index++) { if (strcmp(root_dir.files[file_index].filename, open_files[fd].filename) == 0) { break; } } int block_index = root_dir.files[file_index].block_pointer[open_files[fd].offset / BLOCK_SIZE]; int block_offset = open_files[fd].offset % BLOCK_SIZE; int read_size = 0; while (size > 0 && open_files[fd].offset < root_dir.files[file_index].size) { int copy_size = (size > BLOCK_SIZE - block_offset) ? BLOCK_SIZE - block_offset : size; memcpy(buffer + read_size, disk[block_index] + block_offset, copy_size); block_offset += copy_size; open_files[fd].offset += copy_size; read_size += copy_size; size -= copy_size; if (block_offset == BLOCK_SIZE) { block_offset = 0; block_index = root_dir.files[file_index].block_pointer[open_files[fd].offset / BLOCK_SIZE]; } } return read_size; } // 删除文件 void rm(char *filename) { int i, j; for (i = 0; i < root_dir.file_num; i++) { if (strcmp(root_dir.files[i].filename, filename) == 0) { if (root_dir.files[i].size == 0) { // 如果是目录,需要先删除目录下的文件 Directory dir; memcpy(&dir, disk[root_dir.files[i].block_pointer[0]], sizeof(Directory)); for (j = 0; j < dir.file_num; j++) { if (dir.files[j].size > 0) { rm(dir.files[j].filename); } } } else { // 如果是文件,需要将文件所占块加入空闲块列表 for (j = 0; j < root_dir.files[i].block_num; j++) { free_block_list[root_dir.files[i].block_pointer[j]] = 0; } } // 将该目录项从根目录中删除 for (j = i; j < root_dir.file_num - 1; j++) { root_dir.files[j] = root_dir.files[j+1]; } root_dir.file_num--; break; } } } ``` 该代码实现了一个简单的文件系统,包括了格式化、创建子目录、删除子目录、显示目录、更改当前目录、创建文件、打开文件、关闭文件、写文件、读文件和删除文件等操作。可以通过调用这些函数来进行文件系统的操作。
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