linux文件系统模拟

#include"stdio.h"
#include<stdlib.h>
//#include<conio.h>
#include<string.h>
#include"unistd.h"

intphysic[100];//文件地址缓冲区
intstyle=1;//文件的类型
charcur_dir[10]="root";//当前目录

structcommand
{
charcom[10];
}cmd[12];

structblock
{
intn;//空闲的盘快的个数
intfree[50];//存放空闲盘快的地址
inta;//模拟盘快是否被占用
}memory[20449];

structblock_super
{
intn;//空闲的盘快的个数
intfree[50];//存放进入栈中的空闲块
intstack[50];//存放下一组空闲盘快的地址
}super_block;

structnode//i结点信息
{
intfile_style;//i结点文件类型
intfile_length;//i结点文件长度
intfile_address[100];//i结点文件的物理地址
}i_node[640];

structdir//目录项信息
{
charfile_name[10];//文件名
inti_num;//文件的结点号
chardir_name[10];//文件所在的目录
}root[640];

voidformat()//格式化
{
inti,j,k;
super_block.n=50;
for(i=0;i<50;i++)//超级块初始化
{
super_block.free[i]=i;//存放进入栈中的空闲块
super_block.stack[i]=50+i;//存放下一组的盘块
}

for(i=0;i<640;i++)//i结点信息初始化
{
for(j=0;j<100;j++)
{
i_node[i].file_address[j]=-1;//文件地址
}
i_node[i].file_length=-1;//文件长度
i_node[i].file_style=-1;//文件类型
}

for(i=0;i<640;i++)//根目录区信息初始化
{
strcpy(root[i].file_name,"");
root[i].i_num=-1;
strcpy(root[i].dir_name,"");
}
for(i=0;i<20449;i++)//存储空间初始化
{
memory[i].n=0;//必须有这个
memory[i].a=0;
for(j=0;j<50;j++)
{
memory[i].free[j]=-1;
}
}
for(i=0;i<20449;i++)//将空闲块的信息用成组链接的方法写进每组的最后一个块中
{//存储空间初始化

if((i+1)%50==0)
{
k=i+1;
for(j=0;j<50;j++)
{
if(k<20450)
{
memory[i].free[j]=k;//下一组空闲地址
memory[i].n++;//下一组空闲个数注意在memory[i].n++之前要给其赋初值
k++;
}
else
{
memory[i].free[j]=-1;
}
}
memory[i].a=0;//标记为没有使用
continue;//处理完用于存储下一组盘块信息的特殊盘块后，跳过本次循环
}
for(j=0;j<50;j++)
{
memory[i].free[j]=-1;
}
memory[i].n=0;
}
printf("已经初始化完毕\n");
printf("进入linux文件系统模拟............\n");
}

voidwrite_file(FILE*fp)//将信息读入系统文件中
{
inti;
fp=fopen("system","wb");
for(i=0;i<20449;i++)
{
fwrite(&memory[i],sizeof(structblock),1,fp);
}
fwrite(&super_block,sizeof(structblock_super),1,fp);

for(i=0;i<640;i++)
{
fwrite(&i_node[i],sizeof(structnode),1,fp);
}
for(i=0;i<640;i++)
{
fwrite(&root[i],sizeof(structdir),1,fp);
}
fclose(fp);
}

voidread_file(FILE*fp)//读出系统文件的信息
{
inti;
fp=fopen("system","rb");
for(i=0;i<20449;i++)
{
fread(&memory[i],sizeof(structblock),1,fp);
}

fread(&super_block,sizeof(structblock_super),1,fp);

for(i=0;i<640;i++)
{
fread(&i_node[i],sizeof(structnode),1,fp);
}

for(i=0;i<640;i++)
{
fread(&root[i],sizeof(structdir),1,fp);
}
fclose(fp);
}

voidcallback(intlength)//回收磁盘空间
{
inti,j,k,m,q=0;
for(i=length-1;i>=0;i--)
{
k=physic[i];//需要提供要回收的文件的地址
m=49-super_block.n;//回收到栈中的哪个位置
if(super_block.n==50)//注意当super_block.n==50时m=-1;的值
{//super_block.n==50的时候栈满了，要将这个栈中的所有地址信息写进下一个地址中
for(j=0;j<50;j++)
{
memory[k].free[j]=super_block.free[j];
}
super_block.n=0;
memory[k].n=50;
}
memory[k].a=0;
if(m==-1)
{
m=49;//将下一个文件地址中的盘块号回收到栈底中，这个地址中存放着刚才满栈的地址的信息
}
super_block.free[m]=physic[i];//将下一个文件地址中的盘块号回收到栈中
super_block.n++;
}
}

voidallot(intlength)//分配空间
{
inti,j,k,m,p;
for(i=0;i<length;i++)
{
k=50-super_block.n;//超级块中表示空闲块的指针
m=super_block.free[k];//栈中的相应盘块的地址
p=super_block.free[49];//栈中的最后一个盘块指向的地址
if(m==-1||memory[p].a==1)//检测是否还有下一组盘块
{
printf("内存不足,不能够分配空间\n");
callback(length);
break;
}
if(super_block.n==1)
{
memory[m].a=1;//将最后一个盘块分配掉
physic[i]=m;
super_block.n=0;
for(j=0;j<memory[m].n;j++)//从最后一个盘块中取出下一组盘块号写入栈中
{
super_block.free[j]=memory[m].free[j];
super_block.n++;
}
continue;//要跳过这次循环，下面的语句在IF中已经执行过
}
physic[i]=m;//栈中的相应盘块的地址写进文件地址缓冲区
memory[m].a=1;
super_block.n--;
}
}

voidcreate_file(charfilename[],intlength)//创建文件
{
inti,j;
for(i=0;i<640;i++)
{
if(strcmp(filename,root[i].file_name)==0)
{
printf("文件已经存在，不允许建立重名的文件\n");
return;
}
}
for(i=0;i<640;i++)
{
if(root[i].i_num==-1)
{
root[i].i_num=i;
strcpy(root[i].file_name,filename);
strcpy(root[i].dir_name,cur_dir);//把当前目录名给新建立的文件
i_node[i].file_style=style;
i_node[i].file_length=length;
allot(length);
for(j=0;j<length;j++)
{
i_node[i].file_address[j]=physic[j];
}
break;
}
}
}

voidcreate_dir(charfilename[])//创建目录
{
style=0;//0代表文件类型是目录文件
create_file(filename,4);
style=1;//用完恢复初值，因为全局变量，否则
}
voiddel_file(charfilename[])//删除文件
{
inti,j,k;
for(i=0;i<640;i++)
{

if(strcmp(filename,root[i].file_name)==0)
{
k=root[i].i_num;
for(j=0;j<i_node[k].file_length;j++)
{
physic[j]=i_node[k].file_address[j];
}
callback(i_node[k].file_length);//调用回收函数
for(j=0;j<100;j++)//删除文件后要将文件属性和目录项的各个值恢复初值
{
i_node[k].file_address[j]=-1;//地址恢复初值
}
strcpy(root[i].file_name,"");//文件名恢复初值
root[i].i_num=-1;//目录项的I结点信息恢复初值
strcpy(root[i].dir_name,"");//目录项的文件目录信息恢复初值
i_node[k].file_length=-1;//文件长度恢复
i_node[k].file_style=-1;//文件类型恢复初值
break;
}
}
if(i==640)
{
printf("不存在这个文件\n");
}
}

voiddel_dir(charfilename[])//删除目录需要判断目录下时候为空,不为空就不删除
{
inti,j,k;
for(i=0;i<640;i++)//还要加条件判断要删除的目录是不是当前目录
{
k=root[i].i_num;//找到目录名字
if(strcmp(root[i].file_name,filename)==0&&strcmp(cur_dir,filename)!=0&&(i_node[k].file_style)==0)
{

for(j=0;j<640;j++)
{
if(strcmp(filename,root[j].dir_name)==0)
{
printf("目录不为空不能直接删除\n");
break;
}
}
if(j==640)
{
del_file(filename);
break;
}

break;
}
}
if(i==640)
{
printf("这个不是目录文件或者不存在这个目录,或者你要删除的是当前目录\n");
}

}
voiddisplay_curdir()//显示当前目录下的文件列表
{
inti,k;
printf("\t\t文件名字文件类型文件长度所属目录\n");
for(i=0;i<640;i++)
{
if(strcmp(cur_dir,root[i].dir_name)==0)//查询文件中所在目录信息和当前目录信息相同的数据
{
k=root[i].i_num;
printf("\t\t%s\t",root[i].file_name);//文件名
printf("\t%d\t",i_node[k].file_style);//文件的类型
printf("%d\t",i_node[k].file_length);//文件的长度
printf("%s\n",root[i].dir_name);//文件所在的目录
}
}
}

voiddisplay_dir(charfilename[])//进入指定的目录
{
inti,k;
for(i=0;i<640;i++)
{
k=root[i].i_num;//判断文件类型是不是目录类型
if((strcmp(filename,root[i].file_name)==0)&&(i_node[k].file_style==0))
{
strcpy(cur_dir,filename);//将要进入的指定目录设置为当前目录赋值不要反了strcpy(目的，源)
break;
}
}
if(i==640)
{
printf("没有这个目录\n");
}
}
voidopen_file(charfilename[])//打开文件
{
inti,j,k;
printf("\t\t文件名字文件类型文件长度所属目录\n");
for(i=0;i<640;i++)
{
k=root[i].i_num;
if(strcmp(filename,root[i].file_name)==0&&(i_node[k].file_style==1))
{
printf("\t\t%s\t",root[i].file_name);//文件名
printf("\t%d\t",i_node[k].file_style);//文件的类型
printf("%d\t",i_node[k].file_length);//文件的长度
printf("%s\n",root[i].dir_name);//文件所在的目录
printf("\t\t文件占用的物理地址\n");
for(j=0;j<i_node[k].file_length;j++)//显示物理地址
{
printf("%d",i_node[k].file_address[j]);//文件具体占用的盘块号
}
printf("\n");
break;
}
}
if(i==640)
{
printf("没有这个文件或者这个文件不是正规文件\n");
}
}

voidback_dir()//返回上一级目录
{
inti,k;
for(i=0;i<640;i++)//查询和当前目录名相同的目录文件名
{
k=root[i].i_num;
if(strcmp(cur_dir,root[i].file_name)==0&&(i_node[k].file_style==0))
{
strcpy(cur_dir,root[i].dir_name);//将查询到的目录文件名所在的目录赋值给当前目录
}
}
}
voiddisplay_sys()//显示系统信息（磁盘使用情况）
{
inti,m,k=0;
for(i=0;i<20449;i++)
{
if(memory[i].a==0)
k++;
}
m=20449-k;
printf("空闲的盘块数是：\t");
printf("%d\n",k);
printf("使用的盘块数是：\t");
printf("%d\n",m);
}

voidhelp()//显示帮助信息
{
printf("注意：创建的文件长度<100\n\n");//说明文件
printf("0.初始化-------------------------format\n");
printf("1.查看当前目录文件列表-----------dir\n");
printf("2.创建文件---------------------create-----(create+空格+文件名+文件长度)\n");
printf("3.打开文件-----------------------cat-----(cat+空格+文件名)\n");
printf("4.删除文件-----------------------del-----(del+空格+文件名)\n");
printf("5.创建目录-----------------------md------(md+空格+目录名)\n");
printf("6.删除目录-----------------------deldir--(del+空格+目录名)\n");
printf("7.进入当前目录下的指定目录-------cd--------(cd+空格+目录名)\n");
printf("8.返回上一级目录-----------------cd..\n");
printf("9.查看系统信息-------------------ls\n");
printf("10.显示帮助命令-----------------help\n");
printf("11.退出文件模拟------------------exit\n");
}
voidmain()//主函数
{
chartmp[10],com[10],tmp1[10],k;
structcommandtmp2[10];
inti,j=0,p,len=0;
FILE*fp;
help();
strcpy(cmd[0].com,"format");//将各个命令存进命令表
strcpy(cmd[1].com,"dir");
strcpy(cmd[2].com,"cat");
strcpy(cmd[3].com,"ls");
strcpy(cmd[4].com,"md");

strcpy(cmd[5].com,"create");
strcpy(cmd[6].com,"del");
strcpy(cmd[7].com,"deldir");
strcpy(cmd[8].com,"cd");
strcpy(cmd[9].com,"cd..");
strcpy(cmd[10].com,"help");
strcpy(cmd[11].com,"exit");
if((fp=fopen("system","rb"))==NULL)//判断系统文件是否存在
{
printf("cannotopenfile\n");
printf("formatthediskY/N\n");
scanf("%c",&k);
if(k=='y')
format();
}
else
{
read_file(fp);//读取系统文件的内容
}

while(1)
{
j=0;//必须重新给恢复0否则出错
strcpy(tmp,cur_dir);
while(strcmp(tmp,"root")!=0)
{
for(i=0;i<640;i++)
{
p=root[i].i_num;
if(strcmp(tmp,root[i].file_name)==0&&(i_node[p].file_style==0))
{
strcpy(tmp2[j].com,tmp);
j++;
strcpy(tmp,root[i].dir_name);
}
}
}

strcpy(tmp2[j].com,tmp);
for(i=j;i>=0;i--)
{
printf("%s/",tmp2[i].com);
}

scanf("%s",com);//输入命令并且查找命令的相关操作
for(i=0;i<12;i++)
{
if(strcmp(com,cmd[i].com)==0)
{
p=i;
break;
}
}
if(i==12)//如果没有这个语句以后输入的命令都和第一次输入的效果一样
{
p=13;//随便的一个值
}
switch(p)
{
case0:format();//初始化
break;
case1:display_curdir();//查看当前目录下的文件列表
break;
case2:scanf("%s",tmp);//查看文件
open_file(tmp);
break;
case3:display_sys();//查看系统信息
break;
case4:scanf("%s",tmp);//创建目录
create_dir(tmp);
break;
case5:scanf("%s",tmp);//创建文件
scanf("%d",&len);
create_file(tmp,len);
break;
case6:scanf("%s",tmp);//删除文件
for(i=0;i<640;i++)//判断文件是不是正规文件
{
j=root[i].i_num;
if(strcmp(tmp,root[i].file_name)==0&&(i_node[j].file_style)==1)
{
del_file(tmp);
break;
}
}
if(i==640)
{
printf("这个不是正规文件文件\n");
}
break;
case7:
scanf("%s",tmp);//删除目录
del_dir(tmp);
break;
case8:scanf("%s",tmp1);//进入当前目录下的指定目录相当于进入目录cd+目录名
display_dir(tmp1);
break;
case9:back_dir();//返回上一级目录
break;
case10:help();
break;
case11:write_file(fp);//将磁盘利用信息写进系统文件，退出
return;
default:printf("没有这个命令\n");
break;
}
}
}