简单文件系统的实现

1、实验目的

通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。

2、实验内容

（1）在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在上面实现一个简单单用户文件系统。退出时应该将该虚拟文件系统保存到磁盘上，以便下次可以再将它恢复到内存对虚拟磁盘空间中。

（2）文件存储空间对分配可以采用显式链接分配或者其他的办法。

（3）空闲空间的管理可以选择位示图或者其他的办法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，那么可以将位示图合并到FAT中。

（4）文件目录结构采用多级目录结构。为了简单起见，可以不使用索引结点，其中的每个目录项应包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件对读和写的保护。

（5）要求提供以下有关的操作：

√ format：对文件存储器进行格式化，即按照文件系统对结构对虚拟磁盘空间进行布局，并在其上创建根目录以及用于管理文件存储空间等的数据结构。

√mkdir：用于创建子目录；

√rmdir：用于删除目录；

√ls：用于显示目录；

√cd：用于更改当前目录；

√create：用于创建文件；

√open：用于打开文件；

√close：用于关闭文件；

√write：用于写文件；

√read：用于读文件

√rm：用于删除文件。

核心代码

int dir()
{
int i=0,j=0;
temp=new filenode;
temp=recent;
if(temp==root)
{cout<<"      <DIR>                         "<<"."<<endl; }
if(temp!=root)
{cout<<"      <DIR>                         "<<".."<<endl;i++;}
if(temp->child==NULL)
{
    cout<<"Total: "<<" directors      " <<i<<"        files       "<< j <<endl;
    return 1;
}
temp=temp->child;
while(temp)
{
    if(temp->isdir)
 {cout<<"      <DIR>                        "<<temp->filename<<endl;i++;}
 else
 {cout<<"      <FILE>                       "<<temp->filename<<endl;j++;}
 temp=temp->next;
 }
cout<<"Total: "<<" directors      " <<i<<"          files          "<< j <<endl;
return 0;
}

int read()
{
  char filename[FILENAME_LENGTH];
  cin>>filename;
   if(recent->child==NULL)
   {
    cout<<"文件不存在!"<<endl;
    return 1;
  }
   if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0)
   {
      cout<<recent->child->content<<endl;
      return 0;
  }
   else
   {
    temp=recent->child;
    while(temp->next)
   {
    if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0)
   {
  cout<<temp->next->content<<endl;
    return 0;
  }
   }
   cout<<"文件不存在!"<<endl;  
   return 1;
   } 
}

int write()
{
  char filename[FILENAME_LENGTH];
  cin>>filename;
   if(recent->child==NULL)
  {
    cout<<"文件不存在!"<<endl;
    return 1;
  }
   if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0)
   {
      cin>>recent->child->content;
      cout<<"文件写入成功!"<<endl;
     return 0;
   }
   else
   {
     temp=recent->child;
     while(temp->next)
    {
     if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0)
    {
        cin>>temp->next->content;
      cout<<"文件写入成功!"<<endl;
      return 0;
  }
  }
     cout<<"文件不存在!"<<endl;
     return 1;
   }
}

int del()
{
  char filename[FILENAME_LENGTH];
  cin>>filename;  
  temp=new filenode;
  

  if(recent->child)
  {
    temp=recent->child;
    while(temp->next && (strcmp(temp->filename,filename)!=0 || temp->isdir!=0))
        temp=temp->next;
    if(strcmp(temp->filename,filename)!=0 || temp->isdir!=0)
  {
    cout<<"不存在该文件！"<<endl;
    return 0;
  }
  }
  else
  {
    cout<<"不存在该文件！"<<endl;
    return 0;
  }
 
  if(temp->parent==NULL)
  {
   temp->prev->next=temp->next;
   if(temp->next)
     temp->next->prev=temp->prev;
        temp->prev=temp->next=NULL;
 }
  else
  {
   if(temp->next)
    temp->next->parent=temp->parent;
   temp->parent->child=temp->next;
 }
  delete temp;
  cout<<"文件已删除!"<<endl;
  return 0;
}

int rm()
{
  char filename[FILENAME_LENGTH];
  cin>>filename;  
  temp=new filenode;
  

  if(recent->child)
  {
    temp=recent->child;
    while(temp->next && (strcmp(temp->filename,filename)!=0 || temp->isdir!=1))
        temp=temp->next;
    if(strcmp(temp->filename,filename)!=0 || temp->isdir!=1)
  {
    cout<<"不存在该目录！"<<endl;
    return 0;
  }
  }
  else
  {
    cout<<"不存在该目录！"<<endl;
    return 0;
  }
 
  if(temp->parent==NULL)
  {
   temp->prev->next=temp->next;
   if(temp->next)
     temp->next->prev=temp->prev;
        temp->prev=temp->next=NULL;
 }
  else
  {
   if(temp->next)
    temp->next->parent=temp->parent;
   temp->parent->child=temp->next;
 }
  delete temp;
  cout<<"目录已删除!"<<endl;
  return 0;
}

int cd()
{  char topath[PATH_LENGTH];
   cin>>topath;
   if(strcmp(topath,".")==0)
     return 0;
   if(strcmp(topath,"..")==0)
   {
      int i;
    while(recent->prev)
    recent=recent->prev; //向前回溯，找到第一次创建的目录
    if(recent->parent)
     {
       recent=recent->parent;
     }
      
   i=strlen(path);
  // printf("%d %s\n",i,path);
   while(path[i]!='/' && i>0) 
     i--; //找到最右边的/
    if(i!=0)
    {  path[i]='\0';  
       //printf("%s",path); //path中不止有一个/
    }
  
    else 
       path[i+1]='\0';
   }
  else
  {
    findpath(topath); 
  }
  return 0;
}

int findpath(char *topath)
{
   unsigned int i=0;
   int sign=1;
   if(strcmp(topath,"/")==0) //如果命令是cd /
   {
    recent=root;
    strcpy(path,"/");
    return 0;
   }
   temp=recent;
   strcpy(temppath,path);
   if(topath[0]=='/') //cd命令以cd /开始
   {
    recent=root->child;
    i++;
    strcpy(path,"/");
//  printf("\n%s",path);
   }
   else
   {
      if(recent!=NULL && recent!=root) 
    {
          strcat(path,"/");
    //  printf("\n%s\n",path);
    }

        if(recent && recent->child)
    {
      if(recent->isdir)
         recent=recent->child;
      else
      {
        printf("路径错误！\n");
        return 1;
       }
    }
   }
   while(i<=strlen(topath) && recent)
   {
    int j=0;
    if(topath[i]=='/' && recent->child)
    {
    i++;
    if(recent->isdir)
        recent=recent->child;
    else
    {printf("路径错误\n");
        return 1;
  }
    strcat(path,"/");
  }
   while(topath[i]!='/' && i<=strlen(topath))
   {
      recentpath[j]=topath[i];
      i++;j++;
   }
   recentpath[j]='\0';
   while((strcmp(recent->filename,recentpath)!=0 || (recent->isdir!=1)) && recent->next!=NULL)
   {
       recent=recent->next;
  }
   if(strcmp(recent->filename,recentpath)==0)
   {
    if(recent->isdir==0)
    {strcpy(path,temppath);
    recent=temp;
    printf("是文件不是目录。\n");
    return 1;
   }
    strcat(path,recent->filename);
  }
   if(strcmp(recent->filename,recentpath)!=0 || recent==NULL)
   {
   strcpy(path,temppath);
   recent=temp;
   printf("输入路径错误\n");
   return 1;
   }
  }
return 0;
}

int mkdir()
{  
  temp=initnode(" ",1);
  cin>>temp->filename;
  if(recent->child==NULL)  
     {
      temp->parent=recent;
      temp->child=NULL;
      recent->child=temp;
      temp->prev=temp->next=NULL;
    printf("目录建立成功!\n");
    }
     else
    {
      ttemp=recent->child;
    if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==1)
    {
        {
            printf("目录已存在!\n");
          return 1;
         }
       }
    while(ttemp->next)
    {
       ttemp=ttemp->next;
       if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==1)
        {
            printf("目录已存在!\n");
          return 1;
         }
       }
      ttemp->next=temp;
    temp->parent=NULL;
      temp->child=NULL;
      temp->prev=ttemp;
      temp->next=NULL;   
    printf("目录建立成功!\n");
  }
return 0;
}

int create()
{  
 temp=initnode(" ",0);
 cin>>temp->filename;
 if(recent->child==NULL)  
 {
     temp->parent=recent;
   temp->child=NULL;
     recent->child=temp;
   temp->prev=temp->next=NULL;
   cout<<"文件创建成功!"<<endl;
  }
   else
   {
     ttemp=recent->child;
     if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==0)
   {
           printf("文件已存在!\n");
         return 1;
   }

   while(ttemp->next)
   {
       ttemp=ttemp->next;
     if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==0)
        {
           printf("文件已存在!\n");
         return 1;
      }
   }

      ttemp->next=temp;
      temp->parent=NULL;
    temp->child=NULL;
    temp->prev=ttemp;
      temp->next=NULL;
      cout<<"文件建立成功!"<<endl;
    
   }
  return 0;
}