一、课程设计基础任务描述

为 LINUX 设计一个简单的二级文件系统。本实验用某个大文件，如 c:\myDisk.img ， 存储整个文件卷中的所有信息。一个文件卷实际上就是一张逻辑磁块盘，磁盘中存储的信息以块为单位。每块 512 字节。 复习并深入领会 UNIX V6 文件管理系统的内核设计思想。 要求做到以下几点：

可以实现下列基础 API void ls();

列目录

1. Int fopen(char *name, int mode);
2. Void fclose(int fd); Int fread(int fd, char *buffer, int length);
3. Int fwrite(int fd, char *buffer, int length);
4. Int flseek(int fd, int position);
5. Int fcreat(char *name, int mode);
6. Int fdelete(char *name)

同时做到创建目录，进入目录等简单的辅助功能，同样对应三个 API：

1. Void mkdir(char* dirname);
2. Void cd(char* dirname);
3. Void backDir()

二、设计思想说明

2.1 任务分析

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

• 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

二级文件系统不专门设计驱动程序，要模拟文件系统的设计、实现和功能，就不能把它 直接作为操作系统实际的文件系统进行挂接。鉴于此，我在实际的硬盘上创建一个文件，把它作为我们的文件系统的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。

为了达到这样的效果，能方便该“磁盘文件”的操作，我们在实际的程序中调用 mmap 函数，将“磁盘文件”映射到内存中，将映射到的大内存空间当作整个二级文件系统的磁盘，直接对它进行操作。在退出或手动刷新磁盘内容时，只需调用 msync 函数将该内存空间的值 重新写入“磁盘文件”中，这样就保存了本次执行的一系列操作，在下一次再进入二级文件 系统时能够继续操作。

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