UNIX Linux實(shí)驗(yàn)教程 9實(shí)驗(yàn)九 文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)九 文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過一個(gè)簡單多用戶文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，加深理解文件系統(tǒng)的內(nèi)部功能及內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 為linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的二級(jí)文件系統(tǒng)。要求做到以下幾點(diǎn)： （1）可以實(shí)現(xiàn)下列幾條命令（至少4條）； login 用戶登陸 dir 列文件目錄 create 創(chuàng)建文件 delete 刪除文件 open 打開文件 close 關(guān)閉文件 read 讀文件 write 寫文件 （2）列目錄時(shí)要列出文件名、物理地址、保護(hù)碼和文件長度； （3）源文件可以進(jìn)行讀寫操作保護(hù)。三. 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1. 設(shè)計(jì)思想本文件系統(tǒng)可采用兩級(jí)目錄，其中第一級(jí)對(duì)應(yīng)于用戶賬號(hào)，第二級(jí)對(duì)應(yīng)于用戶帳號(hào)下的文件

2、。另外，為了簡便文件系統(tǒng)未考慮文件共享，文件系統(tǒng)安全以及管道文件與設(shè)備文件等特殊內(nèi)容。（1）首先應(yīng)確定文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：主目錄、子目錄及活動(dòng)文件等。主目錄和子目錄都以文件的形式存放于磁盤，這樣便于查找和修改。（2）用戶創(chuàng)建的文件，可以編號(hào)存儲(chǔ)于磁盤上。如file0，file1,file2.并以編號(hào)作為物理地址，在目錄中進(jìn)行登記。2. 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 可以設(shè)計(jì)如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：(1) I節(jié)點(diǎn)struct inodestruct inode *i_forw;struct inode *i_back;char I_flag;unsigned int i_into; /*磁盤i節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)*/unsigned

3、 int i_count; /*引用計(jì)數(shù)*/unsigned short di_number; /*關(guān)聯(lián)文件書，當(dāng)為0時(shí)，則刪除該文件*/unsigned short di_mode; /*存取權(quán)限*/unsigned short di_uid; /*磁盤i節(jié)點(diǎn)用戶*/unsigned short di_gid; /*磁盤i節(jié)點(diǎn)組*/unsigned int di_addrNADDR; /*物理塊號(hào)*/(2) 磁盤i結(jié)點(diǎn)Struct dinodeunsigned short di_number; /*關(guān)聯(lián)文件數(shù)*/unsigned short di_mode; /*存取權(quán)限*/unsigned

4、 short di_uid;unsigned short di_gid;unsigned long di_size; /*文件大小*/unsigned int di_addrNADDR; /*物理塊號(hào)*/(3) 目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu)Struct directchar d_nameDIRSIZ; /*目錄名*/unsigned int d_ino; /*目錄號(hào)*/(4) 超級(jí)塊Struct filsysunsigned short s_isize; /*i節(jié)點(diǎn)塊塊數(shù)*/unsigned long s_fsize; /*數(shù)據(jù)塊塊數(shù)*/unsigned int s_nfree; /*空閑塊塊數(shù)*/unsign

5、ed short s_pfree; /*空閑塊指針*/unsigned int s_freeNICFREE; /*空閑塊堆棧*/unsigned int s_ninode; /*空閑i節(jié)點(diǎn)數(shù)*/unsigned short s_pinode; /*空閑i節(jié)點(diǎn)指針*/unsigned int s_inodeNICINOD; /*空閑i節(jié)點(diǎn)數(shù)組*/unsigned int s_rinode; /*銘記i節(jié)點(diǎn)*/char s_fmod; /*超級(jí)塊修改標(biāo)志*/;(5) 用戶密碼Struct pwdunsigned short P_uid;unsigned short P_gid;char passw

6、ardPWOSIZ;(6) 目錄Struct dirstrut direct directDIRNUM;int size;(7) 查找i內(nèi)存節(jié)點(diǎn)的hash表Struct hinodestrut inode *iforw;(8) 系統(tǒng)打開表Struct filechar f_flag; /*文件操作標(biāo)志*/unsigned int f_count; /*引用計(jì)數(shù)*/struct inode *f_inode; /*指向內(nèi)存節(jié)點(diǎn)*/unsigned long f_off; /*讀/寫指針*/(9) 用戶打開表Struct user unsigned short u_default_mode;uns

7、igned short u_uid; /*用戶標(biāo)志*/unsigned short u_gid; /*用戶組標(biāo)志*/unsigned short u_ofileNOFILE; /*用戶打開表*/3. 主要函數(shù) 可以設(shè)計(jì)以下主要函數(shù)：(1) i節(jié)點(diǎn)管理函數(shù) i節(jié)點(diǎn)內(nèi)容獲取函數(shù)iget()、i節(jié)點(diǎn)內(nèi)容釋放函數(shù)iput()、分配i節(jié)點(diǎn)區(qū)函數(shù)ialloc()、i釋放節(jié)點(diǎn)函數(shù)ifree（ ）、搜索當(dāng)前目錄下文件的函數(shù)iname( )；(2) 磁盤塊分配與回收函數(shù)磁盤塊分配函數(shù)balloc()、磁盤塊釋放函數(shù)bfree()；(3) 目錄管理函數(shù) 訪問控制函數(shù)access（ ）；目錄創(chuàng)建函數(shù)mkdir()、目錄搜索函數(shù)namei()、 顯示目錄和文件函數(shù)_dir（ ）、改變當(dāng)前目錄用函數(shù)chdir（ ）；(4) 文件訪問函數(shù)打開文件函數(shù)open（ ）、創(chuàng)建文件函數(shù)create（ ）、讀文件用函數(shù)read（ ）、寫文件用函數(shù)write（ ）；(5) 文件系統(tǒng)管理函數(shù)用戶登陸函數(shù)login（ ）、用戶退出函數(shù)logout（ ）、文件系統(tǒng)格式化函數(shù)format（ ）、進(jìn)入文件系統(tǒng)函數(shù)install（ ）、關(guān)閉文件