为linux系统设计一个简单的二级文件系统代码。要求做到以下几点: (1)可以实现下列几条命令(至少4条); dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 (2)列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度; (3)源文件可以进行读写保护。

时间: 2024-01-30 20:01:54 浏览: 27
首先,需要了解什么是二级文件系统。二级文件系统是指在主文件系统上再建立一个文件系统。文件系统的组织方式是树形结构,文件和目录都是树形结构中的节点,文件可以包含其他文件或目录。每个目录下都可以有多个文件或子目录,每个文件或子目录都有一个唯一的名字。文件系统中的每个文件都有一个唯一的标识符,称为inode号。 下面是一个简单的二级文件系统代码的实现: ```c #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/types.h> #define MAX_FILE_NAME 100 #define MAX_FILE_SIZE 1024 //文件控制块FCB struct FCB{ char fileName[MAX_FILE_NAME]; int inode; char protectCode[3]; int fileSize; }; //磁盘块 struct diskBlock{ char data[MAX_FILE_SIZE]; }; //i节点 struct inode{ struct diskBlock* directBlock[10]; //直接块 struct diskBlock* indirectBlock; //间接块 int fileSize; //文件大小 }; //文件系统管理 struct fileSystem{ struct FCB* fcbTable[MAX_FILE_SIZE]; struct inode* inodeTable[MAX_FILE_SIZE]; struct diskBlock* diskBlockTable[MAX_FILE_SIZE]; int fcbTableSize; int inodeTableSize; int diskBlockTableSize; }; //初始化文件系统 void initFileSystem(struct fileSystem* fs){ fs->fcbTableSize = 0; fs->inodeTableSize = 0; fs->diskBlockTableSize = 0; } //创建文件 int createFile(struct fileSystem* fs, char* fileName, char* protectCode){ //检查文件名是否冲突 int i; for(i=0; i<fs->fcbTableSize; i++){ if(strcmp(fileName, fs->fcbTable[i]->fileName) == 0){ printf("File already exists!\n"); return -1; } } //创建FCB struct FCB* fcb = (struct FCB*)malloc(sizeof(struct FCB)); strcpy(fcb->fileName, fileName); strcpy(fcb->protectCode, protectCode); fcb->fileSize = 0; fcb->inode = fs->inodeTableSize; fs->fcbTable[fs->fcbTableSize++] = fcb; //创建inode struct inode* inode = (struct inode*)malloc(sizeof(struct inode)); inode->fileSize = 0; int i; for(i=0; i<10; i++){ inode->directBlock[i] = NULL; } inode->indirectBlock = NULL; fs->inodeTable[fs->inodeTableSize++] = inode; return 0; } //删除文件 int deleteFile(struct fileSystem* fs, char* fileName){ //查找并删除FCB和inode int i; for(i=0; i<fs->fcbTableSize; i++){ if(strcmp(fileName, fs->fcbTable[i]->fileName) == 0){ free(fs->fcbTable[i]); fs->fcbTable[i] = NULL; free(fs->inodeTable[i]); fs->inodeTable[i] = NULL; printf("Delete file %s successfully!\n", fileName); return 0; } } printf("File not found!\n"); return -1; } //打开文件 int openFile(struct fileSystem* fs, char* fileName, char* mode){ int i; for(i=0; i<fs->fcbTableSize; i++){ if(strcmp(fileName, fs->fcbTable[i]->fileName) == 0){ //检查读写权限 if(strcmp(mode, "r") == 0 && fs->fcbTable[i]->protectCode[0] != 'r'){ printf("No read permission!\n"); return -1; } if(strcmp(mode, "w") == 0 && fs->fcbTable[i]->protectCode[1] != 'w'){ printf("No write permission!\n"); return -1; } if(strcmp(mode, "a") == 0 && fs->fcbTable[i]->protectCode[1] != 'w'){ printf("No write permission!\n"); return -1; } //返回inode号 printf("Open file %s successfully!\n", fileName); return fs->fcbTable[i]->inode; } } printf("File not found!\n"); return -1; } //关闭文件 int closeFile(struct fileSystem* fs, int inode){ printf("Close file %d successfully!\n", inode); return 0; } //读文件 int readFile(struct fileSystem* fs, int inode, char* buffer, int size, int offset){ if(inode<0 || inode>=fs->inodeTableSize || fs->inodeTable[inode]==NULL){ printf("Invalid inode!\n"); return -1; } int readSize = size; if(offset+size > fs->inodeTable[inode]->fileSize){ readSize = fs->inodeTable[inode]->fileSize - offset; } int i; for(i=0; i<10 && readSize>0; i++){ if(fs->inodeTable[inode]->directBlock[i] != NULL){ int blockSize = readSize<MAX_FILE_SIZE ? readSize : MAX_FILE_SIZE; memcpy(buffer, fs->inodeTable[inode]->directBlock[i]->data+offset%MAX_FILE_SIZE, blockSize); readSize -= blockSize; buffer += blockSize; offset += blockSize; } } if(readSize > 0 && fs->inodeTable[inode]->indirectBlock != NULL){ int blockNum = (readSize-1)/MAX_FILE_SIZE+1; int* blockIndex = (int*)fs->inodeTable[inode]->indirectBlock->data; for(i=0; i<blockNum && readSize>0; i++){ if(fs->diskBlockTable[blockIndex[i]] != NULL){ int blockSize = readSize<MAX_FILE_SIZE ? readSize : MAX_FILE_SIZE; memcpy(buffer, fs->diskBlockTable[blockIndex[i]]->data+offset%MAX_FILE_SIZE, blockSize); readSize -= blockSize; buffer += blockSize; offset += blockSize; } } } printf("Read file %d successfully!\n", inode); return size-readSize; } //写文件 int writeFile(struct fileSystem* fs, int inode, char* buffer, int size, int offset){ if(inode<0 || inode>=fs->inodeTableSize || fs->inodeTable[inode]==NULL){ printf("Invalid inode!\n"); return -1; } int writeSize = size; if(offset+size > MAX_FILE_SIZE*10+MAX_FILE_SIZE*MAX_FILE_SIZE){ printf("File is too large!\n"); return -1; } int i; for(i=0; i<10 && writeSize>0; i++){ if(fs->inodeTable[inode]->directBlock[i] == NULL){ fs->inodeTable[inode]->directBlock[i] = (struct diskBlock*)malloc(sizeof(struct diskBlock)); fs->diskBlockTable[fs->diskBlockTableSize++] = fs->inodeTable[inode]->directBlock[i]; } int blockSize = writeSize<MAX_FILE_SIZE ? writeSize : MAX_FILE_SIZE; memcpy(fs->inodeTable[inode]->directBlock[i]->data+offset%MAX_FILE_SIZE, buffer, blockSize); writeSize -= blockSize; buffer += blockSize; offset += blockSize; } if(writeSize > 0){ if(fs->inodeTable[inode]->indirectBlock == NULL){ fs->inodeTable[inode]->indirectBlock = (struct diskBlock*)malloc(sizeof(struct diskBlock)); fs->diskBlockTable[fs->diskBlockTableSize++] = fs->inodeTable[inode]->indirectBlock; } int blockNum = (writeSize-1)/MAX_FILE_SIZE+1; int* blockIndex = (int*)fs->inodeTable[inode]->indirectBlock->data; for(i=0; i<blockNum && writeSize>0; i++){ if(blockIndex[i] == 0){ fs->diskBlockTable[fs->diskBlockTableSize] = (struct diskBlock*)malloc(sizeof(struct diskBlock)); blockIndex[i] = fs->diskBlockTableSize++; } int blockSize = writeSize<MAX_FILE_SIZE ? writeSize : MAX_FILE_SIZE; memcpy(fs->diskBlockTable[blockIndex[i]]->data+offset%MAX_FILE_SIZE, buffer, blockSize); writeSize -= blockSize; buffer += blockSize; offset += blockSize; } } fs->inodeTable[inode]->fileSize = offset; printf("Write file %d successfully!\n", inode); return size-writeSize; } //列文件目录 void listDir(struct fileSystem* fs){ printf("%-20s%-20s%-20s%-20s\n", "File Name", "Inode", "Protect Code", "File Size"); int i; for(i=0; i<fs->fcbTableSize; i++){ if(fs->fcbTable[i] != NULL){ printf("%-20s%-20d%-20s%-20d\n", fs->fcbTable[i]->fileName, fs->fcbTable[i]->inode, fs->fcbTable[i]->protectCode, fs->fcbTable[i]->fileSize); } } } int main(){ struct fileSystem fs; initFileSystem(&fs); createFile(&fs, "file1.txt", "rw"); createFile(&fs, "file2.txt", "r"); listDir(&fs); char buffer[MAX_FILE_SIZE]; int size = 20; int offset = 0; int inode = openFile(&fs, "file1.txt", "r"); readFile(&fs, inode, buffer, size, offset); printf("%s\n", buffer); closeFile(&fs, inode); char str[] = "Hello world!"; size = strlen(str); offset = 0; inode = openFile(&fs, "file1.txt", "w"); writeFile(&fs, inode, str, size, offset); closeFile(&fs, inode); inode = openFile(&fs, "file1.txt", "r"); readFile(&fs, inode, buffer, size, offset); printf("%s\n", buffer); closeFile(&fs, inode); deleteFile(&fs, "file1.txt"); listDir(&fs); return 0; } ``` 以上代码实现了文件的创建、删除、打开、关闭、读取和写入功能,并可以列出文件目录。其中,FCB保存文件名、inode号、保护码和文件大小信息,inode保存文件内容和大小信息,diskBlock保存磁盘块数据。在读取和写入函数中,采用了直接块和间接块的方式来存储文件数据,并且可以处理超过直接块容量的文件。在打开文件时,需要检查读写权限。

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