Linux模拟文件系统设计与实现：功能与异常处理详解

本篇文档是中北大学软件工程专业学生申云如在2013年进行的一次操作系统课程设计，设计主题为"基于Linux的模拟文件系统的设计与实现"。该项目由李玉蓉老师指导，设计时间为2013年11月22日至12月6日。 设计的核心目标是创建一个支持10个用户的文件系统，每个用户最多拥有10个文件，并允许同时打开多个文件。文件系统采用了两级目录结构，即主目录（MFD）和用户文件目录（UFD），并支持文件指针操作。设计简化了文件读写操作，通过修改指针完成，而非实际数据交换。 基本功能涵盖了常见的文件系统操作，如改变目录(CD)、创建目录(MD)、显示目录(DIR)、删除目录(RD)、打开全部文件(openall)、打开单个文件(open)、创建文件(create)、删除文件(delete)、写入文件(write)、读取文件(read)、更改文件保护码(change)以及退出(exit)等。设计中特别强调了对特殊情况的处理，例如： - 支持全路径和相对路径，确保路径的正确解析； - 检查并处理目录不存在的情况，给出错误提示； - 确保命令输入无误，避免空格导致的错误； - 对路径中的空格进行剔除，防止潜在问题； - 考虑重名问题，以及对目录或文件名字长度和非法字符的限制； - 删除操作需确认文件或目录的存在性，对于非空目录提供删除提示和递归删除选项； - 防止用户误删本目录或上级目录，禁止用delete删除目录和RD删除文件等。 用户验证方面，文档提出使用struct user结构体存储用户信息，并通过userHead链表进行用户管理，以实现登录验证的功能。而目录操作则是通过struct directory结构体和目录数组相结合的方式，创建、修改和删除目录时，会动态维护目录链表。 这篇文档详细阐述了一个基于Linux的模拟文件系统的设计思路，包括系统架构、关键功能实现、用户管理和权限控制等方面，旨在培养学生的实践能力和深入理解操作系统原理。