简单多用户文件系统.doc

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1、简单多用户文件系统目录一、课程设计任务描述2二、设计思想说明22.1对该任务的理解分析22.2设计任务剖析32.3程序设计环境及工具选择42.4函数层次图(即模块关系图)5三、EXT2文件系统简介53.1文件系统概述53.2EXT2文件系统简介5四、数据设计与表示74.1头文件说明74.1.1头文件：types.h74.1.2头文件：filetype.h74.1.3头文件：sys.h84.2数据结构说明84.2.1超级块(superblock)84.2.2组描述符84.2.3磁盘索引节点94.2.4内存索引节点104.2.5磁盘目录项结构体104.2.6当前目录结构体114

2、.2.7用户打开文件表结构体114.2.8系统打开文件表结构体114.2.9用户结构体124.3宏定义说明124.4主要函数列表134.5算法流程图14五、数据分析175.1输入数据175.2输出数据分析17六、使用说明186.1欢迎界面186.2用户登陆界面186.3系统使用界面196.4创建目录及显示目录界面19七、课程设计总结207.1与给定文件系统的对比分析207.2未完成部分及改进方法207.2课程设计总结20八、参考文献20九、程序源代码及注解21一、课程设计任务描述为LINUX设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点：1、可以实现下列几条命令Login用户

3、登录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。二、设计思想说明2.1对该任务的理解分析一个文件系统从功能上划分程序为四个部分，第一部分是有关高速缓冲区的管理程序，主要实现了对硬盘等块设备进行数据高速存取的函数；第二部分代码描述了文件系统的底层通用函数，说明了文件索引节点的管理、磁盘数据块的分配和释放以及文件名与i节点的转换算法；第三部分程序是有关对文件中数据进行读写操作，包括对字符设备、管道、块读写文件中数据的访问；

4、第四部分的程序与文件的系统调用接口的实现有关，主要涉及文件打开、关闭、创建以及有关文件目录操作等的系统调用。由于我们不能亲自设计驱动程序，所以我们要模拟文件系统的设计、实现和功能，就不能把它直接做为操作系统实际的文件系统进行挂接。鉴于此，我们就有两个思路来完成该任务，一是在实际的硬盘上创建一个文件，把它做为磁盘进行各种对磁盘的模拟操作，这样做的好处是可以对它进行连续操作，只要在退出文件系统时，及时保存它的状态，当我们下次启动程序时，就能继续以前的操作，相比而言这更接近于实际；二是在内存中开辟一块空间，譬如1M或2M大小，继而对这块内存区域模拟磁盘操作，操作灵活但这样需每次开

5、辟空间，极有可能隐藏一些需要关闭文件系统才能发现的错误，也就是说这样做不易于排错。在本次的课程设计中，我们决定采用第一种方案。由于是在文件级上的操作，所以我们不必去写设备驱动程序，只需要开辟文件调用fwrite、fread、fseek、ftell、fput、fget等库函数进行读写即可。在文件系统四部分程序中，我们只需要编写第二部分文件系统的底层通用函数即可。2.2设计任务剖析在本次的课程设计中，我们没有沿用《课程设计指导书》上文件系统的例子程序，而是决定模拟Linux的标准根文件系统EXT2，其原因我们会在课程设计总结中给出。我们认为EXT2主要的设计思想是磁盘分区再分组

6、，数据存储使用混合索引方式。这也是我们要实现的主要功能。在参考了Linux0.11文件系统Minix2.0及Linux2.4EXT2的底层通用函数后，本着设计简单可表达EXT2设计思想的原则，我们需要编写的程序要实现下列功能：l格式化程序。在硬盘上创建一个文件，用来模拟磁盘；对磁盘按照EXT2文件系统结构进行划分；主要数据的写入，包括根目录、登陆文档、超级块、组描述符的初始化及组描述符表、块位图索引节点位图的初始化及索引节点表。l磁盘读写函数。这部分的函数要完成的功能包括：读写指定的磁盘块；读写指定的索引节点表和块位图；读写指定的超级块和组描述符。l数据块分配和回收函数。按

7、照先组从小到大，后逻辑块编号从小到大的顺序分配数据块；回收指定的逻辑块改写相应组内的块位图。l索引节点分配和回收。按照先组从小到大，后索引编号从小到大的顺序分配索引节点；回收指定的索引节点改写相应组内的索引节点位图。l目录操作函数。列表显示当前目录内目录项，更改目录及删除目录。l文件操作函数。组织进程和文件系统的关系，包括用户打开文件表和系统打开文件表的初始化和管理。创建文件、删除文件、打开文件、关闭文件、读文件和写文件。程序是引用文件描述符来操作文件的。l用户认证。读取文件系统的密码文档，对登陆用户验证。由于EX