实验四 文件系统 实验报告.doc

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1、.文件系统实验报告一、实验目的了解操作系统中文件系统的原理以及实现方法。二、实验方法通过FAT12文件系统的解读，了解文件系统的原理和实现。三、实验任务通过对FAT12文件系统的了解，编写程序，读取并列出一个虚拟软盘中文件信息（文件名、属性、修改时间等），以及读取其中的文件内容四、实验要点FAT12文件系统的了解，Linux系统下文件读写相关系统调用。五、实验过程1.FAT12文件系统分析簇是操作系统分配文件空间的基本单位，簇由若干个扇区组成。在FAT12文件系统中，簇号的有效位是12位，所以这种文件系统就被称为FAT12。FAT12文件系统中大致可以分成五个区，这五个区为：起始扇区

2、占用扇区起始地址结束地址分区010x000000000x000001FF引导区190x000002000x000013FFFAT区1090x000014000x000025FFFAT备份区19120x000026000x00003DFF根目录区31-0x00003E00-文件数据区其中，引导区中储存着一些基本的信息。例如，0x0000000B和0x0000000C两个字节保存着每个扇区的大小，0x0000000D保存着每个簇占用多少个扇区。FAT区中储存着簇号。在0x00000200开始的三个字节，分别储存设备类型标记(0xF0为软盘)；第二个第三个字节均为0xFF，是FAT标识符。

3、在FAT12文件系统中，每个簇占用12位，即1.5个字节。簇号与地址的对应关系如下表：地址偏移000001002003004005簇序号000001002003一个簇号跨越两个字节，每次读取簇号时读取两个字节，然后对读出的两个字节进行位运算处理，得到下一簇的簇序号。注意，这里同样需要对高低位进行处理，即使用位计算的方式提取相应的簇号信息。根据上述的原理，可以得出一个函数，以一个簇号为参数，返回值为文件下一个簇号。代码如下：intgetNextClutserId(FILE*fp,shortclusterId){..unsignedshorttmp,low=0,high=0;;intad

4、dress=(clusterId*3/2)+0x0000200;fseek(fp,address,SEEK_SET);fread((void*)(&tmp),1,sizeof(unsignedshort),fp);low=((tmp&0xFFF0)>>4);high=tmp&0x0FFF;return(clusterId%2==0?high:low);}其中，fp是用于读取文件系统的文件流，clusterID是当前簇号，返回值是下一个簇号。函数体的第二句代码，计算出当前簇号对应的地址，用于文件指针的定位。第三句代码是根据第二句计算得到的地址对文件指针进行定位，定位到当前簇号所对应的信

5、息处。第四句代码是从文件指针的位置为起始位置读入两个字节的内容（fread会自动对高低字节位进行处理）。并把这两个字节的信息储存到tmp变量之中。例如，读取002簇号的下一个簇号，根据公式，计算得到的address是0x00000203，读取到0x00000203和0x00000204两个字节的内容。我们需要的是0x00000203整个字节的内容和0x00000204的高四位，所以需要跟0xFFF0进行位与运算，并向右移四位，得到下一个簇号。同样地，读取003簇号的下一个簇号，根据公式，计算得到的address是0x00000204，读取到0x00000204和0x00000205两

6、个字节的内容，我们需要的是0x00000205整个字节的内容和0x00000204第四位的内容，所以需要跟0x0FFF进行位与运算，得到下一个簇号。所以代码中需要对簇号的奇偶性进行判断，跟根据奇偶性的不同返回不同的值。在根目录中，保存着根目录下面的文件或文件夹的信息。每个文件或者文件夹的信息使用32个字节保存。这些内容的含义如下表：地址0123456789ABCDEF内容文件名扩展名属性保留位地址0123456789ABCDEF内容保留位时间日期首簇号文件大小这里可以看出点问题，FAT中采用4个字节保存文件的大小，也就是说，文件的大小不能超过232字节，也就是4G；文件名和扩展名采用

7、了固定长度，分别为8和3，太长的文件名在FAT中是不允许的。其中，文件名的第一个字节还有其他的意义，例如，当文件名的第一个字节为0x00时，表示这一项没有文件；为0xE5时，则表示这个文件已经被删除，在编码时应该忽略这个文件。文件的属性采用一个字节，也就是8个位来表示文件的6种属性，最高两位是保留位，没有实际意义。这个字节的定义为：位76543210属性保留保留归档目录卷标系统隐藏只读在列出文件列表时，对各个位进行位与运算以后，对结果进行判断，从而得出相应