写一个Linux文件系统

写一个完整的 Linux 文件系统需要涉及很多方面的知识，包括文件系统的原理、磁盘管理、文件存储、目录结构等等。这里只提供一个简单的文件系统实现的示例，用于展示文件系统的基本结构和实现方式。

首先，我们需要定义文件系统的基本结构。一个文件系统通常由以下部分组成：

1. 引导块：文件系统的第一个块，包含文件系统的基本信息和启动程序。

2. 超级块：文件系统的第二个块，包含文件系统的详细信息，如块大小、总块数、inode 数量等。

3. inode 区域：存储所有文件和目录的 inode，每个 inode 包含文件或目录的详细信息，如文件大小、创建时间、修改时间等。

4. 数据块区域：存储所有文件和目录的实际数据，这里使用简单的连续磁盘分配方式。

5. 目录区域：存储所有目录的详细信息，如目录名、目录下文件的 inode 等。

接下来，我们可以根据上述结构开始实现文件系统。以下是一个基本的实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BLOCK_SIZE 512
#define INODE_SIZE 128
#define DIR_SIZE 32

struct super_block {
    int block_size;
    int total_blocks;
    int inode_count;
    int free_blocks;
    int free_inodes;
    int root_inode;
};

struct inode {
    int id;
    int size;
    int block_count;
    int block_pointers[10];
};

struct directory {
    char name[28];
    int inode_id;
};

int main() {
    FILE *fp;
    int i, j;
    char *buffer = (char*)malloc(BLOCK_SIZE);
    struct super_block sb;
    struct inode inodes[256];
    struct directory root_dir[64];

    // 初始化超级块
    sb.block_size = BLOCK_SIZE;
    sb.total_blocks = 1024;
    sb.inode_count = 256;
    sb.free_blocks = 1020;
    sb.free_inodes = 256;
    sb.root_inode = 0;

    // 初始化 inode 区域
    for (i = 0; i < sb.inode_count; i++) {
        inodes[i].id = i;
        inodes[i].size = 0;
        inodes[i].block_count = 0;
        for (j = 0; j < 10; j++) {
            inodes[i].block_pointers[j] = -1;
        }
    }

    // 初始化根目录
    strcpy(root_dir[0].name, ".");
    root_dir[0].inode_id = 0;
    strcpy(root_dir[1].name, "..");
    root_dir[1].inode_id = 0;

    // 创建文件系统并写入数据
    fp = fopen("myfs", "wb");
    fwrite(&sb, sizeof(struct super_block), 1, fp);
    fwrite(inodes, sizeof(struct inode), sb.inode_count, fp);
    fwrite(root_dir, sizeof(struct directory), 2, fp);

    // 初始化数据块区域
    memset(buffer, 0, BLOCK_SIZE);
    for (i = 0; i < sb.total_blocks - 2; i++) {
        fwrite(buffer, BLOCK_SIZE, 1, fp);
    }

    fclose(fp);
    free(buffer);
    return 0;
}

以上代码创建了一个简单的文件系统，并且写入了超级块、inode 区域和根目录。这个文件系统只支持固定大小的文件，每个文件最多占用 10 个数据块。实际文件系统的实现要比这个复杂得多，但这个示例可以帮助理解文件系统的基本结构和实现方式。