C语言实现简易文件系统 - 操作系统实验解析

"这篇文档是关于北XX大操作系统实验的，实验内容是使用C语言仿写一个简易的二级文件系统。实验目标在于深入理解文件系统的内部功能和实现方式。实验要求实现一系列基本的文件系统操作命令，如用户登录、注销、文件创建、删除、打开、关闭、读取、写入和目录列举，并且要考虑文件的保护码和长度。在实现代码中，文件系统采用主目录和子目录结构，以文件形式存储在磁盘上，方便查找和修改。文档还展示了命令执行的基本流程，并给出了部分核心代码定义，包括命令常量、权限定义、磁盘块数量限制以及文件名和用户名的最大长度。" 在此次操作系统实验中，学生需要设计一个基于C语言的简单文件系统，该系统需支持多用户，并包含一个二级文件结构。实验的核心在于实现以下几个关键功能： 1. **用户管理**：用户需要能够登录和注销。登录过程可能涉及到验证用户身份，注销则意味着用户会话的结束。 2. **文件操作**：提供创建、删除文件的功能，这需要维护文件元数据，如文件名、物理地址（在磁盘上的位置）、保护码（用于控制访问权限）和文件长度。 3. **文件操作**：实现打开和关闭文件的机制。打开文件需要分配文件描述符，并保持文件状态，而关闭文件则需要释放相关的资源。 4. **读写操作**：文件的读取和写入是文件系统的基本功能，需要处理数据的读取和写入，确保数据的正确性和完整性。 5. **目录操作**：列出目录内容，显示文件名、物理地址、保护码和文件长度，这需要一个有效的文件查找算法来遍历文件系统结构。 6. **权限管理**：文件应具有不同的访问权限，如只读或可读写，这需要在执行读写操作时进行检查。 7. **数据结构设计**：文件系统的核心数据结构，如文件分配表（FAT），用于跟踪磁盘上的物理块链接，以及Block结构体，用于表示磁盘上的每个物理块，通常包含512字节的数据。 8. **限制条件**：实验设定了一些限制，例如磁盘有100个物理块，文件名和用户名最大长度为20个字符，最多同时打开10个文件。 在实现代码中，可以看到定义了一系列与命令相关的常量，如LOGIN、LOGOUT等，以及权限枚举R1和RW2。此外，还有FAT结构体表示文件分配表，Block结构体模拟磁盘物理块，以及一些函数声明，如cmdLogin和cmdLogout，分别对应用户登录和注销的处理函数。 整个实验旨在让学生通过实际操作，理解文件系统的基本原理和实现细节，为将来更深入学习操作系统和系统编程打下坚实基础。