设计一个简单的Linux二级文件系统并给出代码

时间: 2023-07-16 11:14:18 浏览: 141
我可以提供一个简单的Linux二级文件系统的设计思路和代码示例。 设计思路: 这是一个基于内存的简单文件系统,它的主要组成部分包括: 1. SuperBlock:超级块,存储了整个文件系统的信息,如块大小、块数量、inode数量等。 2. Inode:索引节点,存储了文件或目录的元数据,如文件类型、权限、大小、创建时间、修改时间等。 3. Block:数据块,存储了文件的实际数据。 4. Directory Entry:目录项,存储了目录下的文件或目录的名称和对应的inode号。 代码示例: 以下是一个简单的Linux二级文件系统的代码示例,包括了SuperBlock、Inode、Block和Directory Entry的定义和相关操作函数的实现。 ```C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define BLOCK_SIZE 512 #define INODE_SIZE 64 #define DIR_ENTRY_SIZE 32 /* SuperBlock结构体 */ struct SuperBlock { int block_size; // 块大小 int block_count; // 块数量 int inode_count; // inode数量 int free_block_count; // 空闲块数量 int free_inode_count; // 空闲inode数量 }; /* Inode结构体 */ struct Inode { int type; // 文件类型,0表示文件,1表示目录 int permission; // 权限 int size; // 大小 int block_count; // 数据块数量 int blocks[10]; // 数据块指针 time_t ctime; // 创建时间 time_t mtime; // 修改时间 }; /* Block结构体 */ struct Block { char data[BLOCK_SIZE]; }; /* Directory Entry结构体 */ struct DirEntry { char name[28]; // 文件或目录名 int inode; // inode号 }; /* 初始化超级块 */ void init_super_block(struct SuperBlock *sb, int block_count, int inode_count) { sb->block_size = BLOCK_SIZE; sb->block_count = block_count; sb->inode_count = inode_count; sb->free_block_count = block_count; sb->free_inode_count = inode_count; } /* 初始化inode */ void init_inode(struct Inode *inode, int type, int permission) { inode->type = type; inode->permission = permission; inode->size = 0; inode->block_count = 0; memset(inode->blocks, 0, sizeof(inode->blocks)); inode->ctime = time(NULL); inode->mtime = time(NULL); } /* 分配一个空闲inode */ int alloc_inode(struct SuperBlock *sb) { if (sb->free_inode_count == 0) { printf("Error: no free inode\n"); return -1; } int inode = sb->inode_count - sb->free_inode_count; sb->free_inode_count--; return inode; } /* 分配一个空闲数据块 */ int alloc_block(struct SuperBlock *sb) { if (sb->free_block_count == 0) { printf("Error: no free block\n"); return -1; } int block = sb->block_count - sb->free_block_count; sb->free_block_count--; return block; } /* 释放一个inode */ void free_inode(struct SuperBlock *sb, int inode) { sb->free_inode_count++; } /* 释放一个数据块 */ void free_block(struct SuperBlock *sb, int block) { sb->free_block_count++; } /* 获取inode对应的数据块 */ int get_block(struct Inode *inode, int index) { if (index < 10) { return inode->blocks[index]; } printf("Error: file too large\n"); return -1; } /* 设置inode对应的数据块 */ void set_block(struct Inode *inode, int index, int block) { if (index < 10) { inode->blocks[index] = block; inode->block_count++; } else { printf("Error: file too large\n"); } } /* 读取数据块 */ void read_block(struct Block *block, int fd, int offset) { fseek(fd, offset * BLOCK_SIZE, SEEK_SET); fread(block->data, BLOCK_SIZE, 1, fd); } /* 写入数据块 */ void write_block(struct Block *block, int fd, int offset) { fseek(fd, offset * BLOCK_SIZE, SEEK_SET); fwrite(block->data, BLOCK_SIZE, 1, fd); } /* 根据inode号读取inode */ void read_inode(struct Inode *inode, int fd, int inode_num) { fseek(fd, sizeof(struct SuperBlock) + inode_num * INODE_SIZE, SEEK_SET); fread(inode, INODE_SIZE, 1, fd); } /* 根据inode号写入inode */ void write_inode(struct Inode *inode, int fd, int inode_num) { fseek(fd, sizeof(struct SuperBlock) + inode_num * INODE_SIZE, SEEK_SET); fwrite(inode, INODE_SIZE, 1, fd); } /* 根据目录项名字查找inode号 */ int find_dir_entry(struct Block *block, char *name) { int i; struct DirEntry *de; for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / DIR_ENTRY_SIZE; i++) { de = (struct DirEntry *)(block->data + i * DIR_ENTRY_SIZE); if (strcmp(de->name, name) == 0) { return de->inode; } } return -1; } /* 在目录下创建一个文件 */ void create_file(struct SuperBlock *sb, struct Inode *dir_inode, char *name, int permission) { if (dir_inode->type != 1) { printf("Error: not a directory\n"); return; } int inode_num = alloc_inode(sb); if (inode_num == -1) { return; } int block_num = alloc_block(sb); if (block_num == -1) { free_inode(sb, inode_num); return; } struct Inode inode; init_inode(&inode, 0, permission); set_block(&inode, 0, block_num); write_inode(&inode, fd, inode_num); struct Block block; memset(&block, 0, sizeof(block)); write_block(&block, fd, block_num); struct DirEntry de; strncpy(de.name, name, 28); de.inode = inode_num; read_block(&block, fd, 0); struct DirEntry *pde = (struct DirEntry *)block.data; int i; for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / DIR_ENTRY_SIZE; i++) { if (pde->inode == 0) { memcpy(pde, &de, DIR_ENTRY_SIZE); write_block(&block, fd, 0); return; } pde++; } printf("Error: directory is full\n"); free_inode(sb, inode_num); free_block(sb, block_num); } /* 在目录下创建一个目录 */ void create_dir(struct SuperBlock *sb, struct Inode *dir_inode, char *name, int permission) { if (dir_inode->type != 1) { printf("Error: not a directory\n"); return; } int inode_num = alloc_inode(sb); if (inode_num == -1) { return; } int block_num = alloc_block(sb); if (block_num == -1) { free_inode(sb, inode_num); return; } struct Inode inode; init_inode(&inode, 1, permission); set_block(&inode, 0, block_num); write_inode(&inode, fd, inode_num); struct Block block; memset(&block, 0, sizeof(block)); write_block(&block, fd, block_num); struct DirEntry de; strncpy(de.name, name, 28); de.inode = inode_num; read_block(&block, fd, 0); struct DirEntry *pde = (struct DirEntry *)block.data; int i; for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / DIR_ENTRY_SIZE; i++) { if (pde->inode == 0) { memcpy(pde, &de, DIR_ENTRY_SIZE); write_block(&block, fd, 0); return; } pde++; } printf("Error: directory is full\n"); free_inode(sb, inode_num); free_block(sb, block_num); } /* 初始化文件系统 */ void init_filesystem(char *filename, int block_count, int inode_count) { FILE *fd = fopen(filename, "w+"); if (fd == NULL) { printf("Error: cannot create file system\n"); return; } struct SuperBlock sb; init_super_block(&sb, block_count, inode_count); fwrite(&sb, sizeof(sb), 1, fd); struct Inode root_inode; init_inode(&root_inode, 1, 0777); write_inode(&root_inode, fd, 0); struct Block root_block; memset(&root_block, 0, sizeof(root_block)); struct DirEntry de; strncpy(de.name, ".", 28); de.inode = 0; memcpy(root_block.data, &de, DIR_ENTRY_SIZE); strncpy(de.name, "..", 28); de.inode = 0; memcpy(root_block.data + DIR_ENTRY_SIZE, &de, DIR_ENTRY_SIZE); write_block(&root_block, fd, 0); fclose(fd); } /* 打开文件系统 */ void open_filesystem(char *filename) { fd = fopen(filename, "r+"); if (fd == NULL) { printf("Error: cannot open file system\n"); return; } fread(&sb, sizeof(sb), 1, fd); } /* 关闭文件系统 */ void close_filesystem() { fclose(fd); } /* 创建文件 */ void create_file(char *path, int permission) { int inode_num = 0; char *p = strtok(path, "/"); while (p != NULL) { struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); int block_num = get_block(&inode, 0); struct Block block; read_block(&block, fd, block_num); inode_num = find_dir_entry(&block, p); if (inode_num == -1) { create_file(&sb, &inode, p, permission); return; } p = strtok(NULL, "/"); } printf("Error: file already exists\n"); } /* 创建目录 */ void create_dir(char *path, int permission) { int inode_num = 0; char *p = strtok(path, "/"); while (p != NULL) { struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); int block_num = get_block(&inode, 0); struct Block block; read_block(&block, fd, block_num); inode_num = find_dir_entry(&block, p); if (inode_num == -1) { create_dir(&sb, &inode, p, permission); return; } p = strtok(NULL, "/"); } printf("Error: directory already exists\n"); } /* 删除文件 */ void delete_file(char *path) { int inode_num = 0; char *p = strtok(path, "/"); while (p != NULL) { struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); int block_num = get_block(&inode, 0); struct Block block; read_block(&block, fd, block_num); inode_num = find_dir_entry(&block, p); if (inode_num == -1) { printf("Error: file not found\n"); return; } p = strtok(NULL, "/"); } struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); if (inode.type != 0) { printf("Error: not a file\n"); return; } free_inode(&sb, inode_num); int i; for (i = 0; i < inode.block_count; i++) { free_block(&sb, inode.blocks[i]); } } /* 删除目录 */ void delete_dir(char *path) { int inode_num = 0; char *p = strtok(path, "/"); while (p != NULL) { struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); int block_num = get_block(&inode, 0); struct Block block; read_block(&block, fd, block_num); inode_num = find_dir_entry(&block, p); if (inode_num == -1) { printf("Error: directory not found\n"); return; } p = strtok(NULL, "/"); } struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); if (inode.type != 1) { printf("Error: not a directory\n"); return; } struct Block block; read_block(&block, fd, inode.blocks[0]); struct DirEntry *de = (struct DirEntry *)block.data; int i; for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / DIR_ENTRY_SIZE; i++) { if (de->inode != 0) { struct Inode child_inode; read_inode(&child_inode, fd, de->inode); if (child_inode.type == 0) { free_inode(&sb, de->inode); int j; for (j = 0; j < child_inode.block_count; j++) { free_block(&sb, child_inode.blocks[j]); } } else { delete_dir(child_inode.blocks[0]); free_inode(&sb, de->inode); free_block(&sb, child_inode.blocks[0]); } } de++; } free_inode(&sb, inode_num); free_block(&sb, inode.blocks[0]); } /* 列出目录下的文件和目录 */ void list_dir(char *path) { int inode_num = 0; char *p = strtok(path, "/"); while (p != NULL) { struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); int block_num = get_block(&inode, 0); struct Block block; read_block(&block, fd, block_num); inode_num = find_dir_entry(&block, p); if (inode_num == -1) { printf("Error: directory not found\n"); return; } p = strtok(NULL, "/"); } struct Inode inode; read_inode(&inode, fd, inode_num); if (inode.type != 1) { printf("Error: not a directory\n"); return; } struct Block block; read_block(&block, fd, inode.blocks[0]); struct DirEntry *de = (struct DirEntry *)block.data; int i; for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / DIR_ENTRY_SIZE; i++) { if (de->inode != 0) { struct Inode child_inode; read_inode(&child_inode, fd, de->inode); if (child_inode.type == 0) { printf("%s\n", de->name); } else { printf("%s/\n", de->name); } } de++; } } int main() { init_filesystem("test.fs", 1024, 128); open_filesystem("test.fs"); create_dir("/", 0777); create_file("/test.txt", 0666); list_dir("/"); delete_file("/test.txt"); delete_dir("/"); close_filesystem(); return 0; } ``` 以上代码仅供参考,可能存在不完善的地方,仅供学习和交流。
阅读全文

相关推荐

最新推荐

recommend-type

Linux下一种ELF文件的代码签名验证机制

【Linux下ELF文件的代码签名验证机制】是针对Linux系统中可执行文件(ELF格式)的安全防护措施。ELF文件是Linux下主要的二进制格式,常常成为恶意代码的目标。传统的Linux系统并不检查代码完整性,这使得恶意修改变...
recommend-type

linux系统下采用vscode+cmake+gcc+gdb开发实例详细介绍

GCC编译器是Linux系统下的一个重要工具,用于编译C/C++代码。GCC编译器的编译过程分为四个阶段:预处理、编译、汇编和链接。预处理阶段将源代码转换为中间代码,编译阶段将中间代码转换为汇编代码,汇编阶段将汇编...
recommend-type

Linux内核移植和根文件系统制作

Linux内核移植和根文件系统制作是嵌入式Linux开发中的关键步骤,涉及到将Linux操作系统适配到特定硬件平台以及创建一个能支持系统运行的基本文件系统。以下是对这些知识点的详细说明: ### 第一部分:Linux内核移植...
recommend-type

Linux系统及编程基础有答案.doc

* Linux 系统的文件是一个简单的字节序列。 三、进程管理 * 每一个进程都有一个目录与之连接,它称为当前工作目录。 * 进程在其生存期内可能处于三种基本状态,分别是运行态、就绪态和等待态。 * 为了让 Linux 来...
recommend-type

【创新未发表】鸽群算法PIO-Kmean-Transformer-LSTM负荷预测Matlab源码 9523期.zip

CSDN海神之光上传的全部代码均可运行,亲测可用,直接替换数据即可,适合小白; 1、代码压缩包内容 主函数:Main.m; 调用函数:其他m文件;无需运行 运行结果效果图; 2、代码运行版本 Matlab 2024b;若运行有误,根据提示修改;若不会,可私信博主; 3、运行操作步骤 步骤一:将所有文件放到Matlab的当前文件夹中; 步骤二:双击打开除Main.m的其他m文件; 步骤三:点击运行,等程序运行完得到结果; 4、仿真咨询 如需其他服务,可私信博主或扫描博主博客文章底部QQ名片; 4.1 CSDN博客或资源的完整代码提供 4.2 期刊或参考文献复现 4.3 Matlab程序定制 4.4 科研合作 智能优化算法优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测系列程序定制或科研合作方向: 4.4.1 遗传算法GA/蚁群算法ACO优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测 4.4.2 粒子群算法PSO/蛙跳算法SFLA优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测 4.4.3 灰狼算法GWO/狼群算法WPA优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测 4.4.4 鲸鱼算法WOA/麻雀算法SSA优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测 4.4.5 萤火虫算法FA/差分算法DE优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测 4.4.6 其他优化算法优化Kmean-Transformer-LSTM负荷预测
recommend-type

Angular实现MarcHayek简历展示应用教程

资源摘要信息:"MarcHayek-CV:我的简历的Angular应用" Angular 应用是一个基于Angular框架开发的前端应用程序。Angular是一个由谷歌(Google)维护和开发的开源前端框架,它使用TypeScript作为主要编程语言,并且是单页面应用程序(SPA)的优秀解决方案。该应用不仅展示了Marc Hayek的个人简历,而且还介绍了如何在本地环境中设置和配置该Angular项目。 知识点详细说明: 1. Angular 应用程序设置: - Angular 应用程序通常依赖于Node.js运行环境,因此首先需要全局安装Node.js包管理器npm。 - 在本案例中,通过npm安装了两个开发工具:bower和gulp。bower是一个前端包管理器,用于管理项目依赖,而gulp则是一个自动化构建工具,用于处理如压缩、编译、单元测试等任务。 2. 本地环境安装步骤: - 安装命令`npm install -g bower`和`npm install --global gulp`用来全局安装这两个工具。 - 使用git命令克隆远程仓库到本地服务器。支持使用SSH方式(`***:marc-hayek/MarcHayek-CV.git`)和HTTPS方式(需要替换为具体用户名,如`git clone ***`)。 3. 配置流程: - 在server文件夹中的config.json文件里,需要添加用户的电子邮件和密码,以便该应用能够通过内置的联系功能发送信息给Marc Hayek。 - 如果想要在本地服务器上运行该应用程序,则需要根据不同的环境配置(开发环境或生产环境)修改config.json文件中的“baseURL”选项。具体而言,开发环境下通常设置为“../build”,生产环境下设置为“../bin”。 4. 使用的技术栈: - JavaScript:虽然没有直接提到,但是由于Angular框架主要是用JavaScript来编写的,因此这是必须理解的核心技术之一。 - TypeScript:Angular使用TypeScript作为开发语言,它是JavaScript的一个超集,添加了静态类型检查等功能。 - Node.js和npm:用于运行JavaScript代码以及管理JavaScript项目的依赖。 - Git:版本控制系统,用于代码的版本管理及协作开发。 5. 关于项目结构: - 该应用的项目文件夹结构可能遵循Angular CLI的典型结构,包含了如下目录:app(存放应用组件)、assets(存放静态资源如图片、样式表等)、environments(存放环境配置文件)、server(存放服务器配置文件如上文的config.json)等。 6. 开发和构建流程: - 开发时,可能会使用Angular CLI来快速生成组件、服务等,并利用热重载等特性进行实时开发。 - 构建应用时,通过gulp等构建工具可以进行代码压缩、ES6转译、单元测试等自动化任务,以确保代码的质量和性能优化。 7. 部署: - 项目最终需要部署到服务器上,配置文件中的“baseURL”选项指明了服务器上的资源基础路径。 8. 关于Git仓库: - 压缩包子文件的名称为MarcHayek-CV-master,表明这是一个使用Git版本控制的仓库,且存在一个名为master的分支,这通常是项目的主分支。 以上知识点围绕Angular应用“MarcHayek-CV:我的简历”的创建、配置、开发、构建及部署流程进行了详细说明,涉及了前端开发中常见的工具、技术及工作流。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

深入剖析:内存溢出背后的原因、预防及应急策略(专家版)

![深入剖析:内存溢出背后的原因、预防及应急策略(专家版)](https://d8it4huxumps7.cloudfront.net/uploads/images/65e82a01a4196_dangling_pointer_in_c_2.jpg?d=2000x2000) 参考资源链接:[Net 内存溢出(System.OutOfMemoryException)的常见情况和处理方式总结](https://wenku.csdn.net/doc/6412b784be7fbd1778d4a95f?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. 内存溢出的概念及影响 内存溢出,又称
recommend-type

Java中如何对年月日时分秒的日期字符串作如下处理:如何日期分钟介于两个相连的半点之间,就将分钟数调整为前半点

在Java中,你可以使用`java.time`包中的类来处理日期和时间,包括格式化和调整。下面是一个示例,展示了如何根据给定的日期字符串(假设格式为"yyyy-MM-dd HH:mm:ss")进行这样的处理: ```java import java.text.SimpleDateFormat; import java.time.LocalDateTime; import java.time.ZoneId; import java.time.ZonedDateTime; public class Main { public static void main(String[] args
recommend-type

Crossbow Spot最新更新 - 获取Chrome扩展新闻

资源摘要信息:"Crossbow Spot - Latest News Update-crx插件" 该信息是关于一款特定的Google Chrome浏览器扩展程序,名为"Crossbow Spot - Latest News Update"。此插件的目的是帮助用户第一时间获取最新的Crossbow Spot相关信息,它作为一个RSS阅读器,自动聚合并展示Crossbow Spot的最新新闻内容。 从描述中可以提取以下关键知识点: 1. 功能概述: - 扩展程序能让用户领先一步了解Crossbow Spot的最新消息,提供实时更新。 - 它支持自动更新功能,用户不必手动点击即可刷新获取最新资讯。 - 用户界面设计灵活,具有美观的新闻小部件,使得信息的展现既实用又吸引人。 2. 用户体验: - 桌面通知功能,通过Chrome的新通知中心托盘进行实时推送,确保用户不会错过任何重要新闻。 - 提供一个便捷的方式来保持与Crossbow Spot最新动态的同步。 3. 语言支持: - 该插件目前仅支持英语,但开发者已经计划在未来的版本中添加对其他语言的支持。 4. 技术实现: - 此扩展程序是基于RSS Feed实现的,即从Crossbow Spot的RSS源中提取最新新闻。 - 扩展程序利用了Chrome的通知API,以及RSS Feed处理机制来实现新闻的即时推送和展示。 5. 版权与免责声明: - 所有的新闻内容都是通过RSS Feed聚合而来,扩展程序本身不提供原创内容。 - 用户在使用插件时应遵守相关的版权和隐私政策。 6. 安装与使用: - 用户需要从Chrome网上应用店下载.crx格式的插件文件,即Crossbow_Spot_-_Latest_News_Update.crx。 - 安装后,插件会自动运行,并且用户可以对其进行配置以满足个人偏好。 从以上信息可以看出,该扩展程序为那些对Crossbow Spot感兴趣或需要密切跟进其更新的用户提供了一个便捷的解决方案,通过集成RSS源和Chrome通知机制,使得信息获取变得更加高效和及时。这对于需要实时更新信息的用户而言,具有一定的实用价值。同时,插件的未来发展计划中包括了多语言支持,这将使得更多的用户能够使用并从中受益。