一、实验目的与要求
本实验的目的是通过一个简单的多用户二级文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和实现方式。
二、实验内容
1、实验预备内容
掌握文件系统的管理，了解文件系统的功能。
2、实验内容
设计一个简单的多用户二级文件系统，要求该文件系统有以下功能：
（1）用户登录 （2）创建文件 （3）删除文件 （4）打开文件
（5）关闭文件 （6）读文件 （7）写文件 （8）列文件目录
（9）切换用户 （10）退出程序
三、main()流程图
四、直接上代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define length 400
int disk[length],diskl=length;//默认磁盘空闲块大小400
int MFD_n=10,UFD_n=9,PerUOF_n=6,ofP/*UOF循环下标*/=0;
typedef struct MFD
{
char name[20];
int content_Location;
} MFD;
typedef struct UFD //uf
{
char username[10];
char fname[20];
char fattr[10];//文件属性
int recordl;
int addrf;
} UFD;
typedef struct UOF //of
{
char file_Name[20];
char fattr[10];
int recordl;
int status;
int read;
int write;
} UOF;
typedef struct users
{
char name[7];
char pwd[7];
} users;
users usrarray[10] = /*用户账号密码数据库*/
{
"user1","user1",
"user2","user2",
"user3","user3",
"user4","user4",
"user5","user5",
"user6","user6",
"user7","user7",
"user8","user8",
"user9","user9",
"user10","user10",
};
int menu();//操作菜单函数
void InitMFD(MFD* mf[],int n);//初始化一级目录
void InitUFD(UFD* uf[],int n);//初始化二级目录
void InitUOF(UOF* of[]);//初始化已打开的文件目录
int LogIn(char USERname[],char USERpsd[],MFD* mf[],int n);//用户登录
void showlist(char user[],UFD* uf[]);//列出文件列表
int CreateFile(UOF* of[],UFD* uf[],char user[]);//创建新文件
int Delete(UOF* of[],UFD* uf[],char user[]);//删除文件
int Open(UOF* of[],UFD* uf[],char user[]);//打开文件
int Close(UOF* of[],char user[]);//关闭文件
int Read(UOF* of[],char user[]);//读文件
int Write(UOF* of[],UFD* uf[],char user[]);//写文件
int main()
{
MFD* mf[MFD_n];//一级目录表
UFD* uf[MFD_n*10];//二级目录表
UOF* of[PerUOF_n];//已打开的文件表
InitMFD(mf,MFD_n);//初始化原始数据
InitUFD(uf,UFD_n);
InitUOF(of);
char USERname[7],USERpsd[7];//待登录的用户名与登录密码
if(LogIn(USERname,USERpsd,mf,MFD_n))//登录成功时,LogIn()返回1
{
while(1)
{
switch(menu())
{
case -1: // end 命令
printf("结束程序！");
return 0;
case 1: // list 命令
showlist(USERname,uf);
break;
case 2: // create 命令
CreateFile(of,uf,USERname);
break;
case 3: // delete 命令
Delete(of,uf,USERname);
break;
case 4: // open 命令
Open(of,uf,USERname);
break;
case 5: // close 命令
Close(of,USERname);
break;
case 6: // read 命令
Read(of,USERname);
break;
case 7: // write 命令
Write(of,uf,USERname);
break;
case 0: // change 命令：切换用户
LogIn(USERname,USERpsd,mf,MFD_n);
break;
}
}
}
return 0;
}
int menu()
{
char dos[20];
printf("\n* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n");
printf("* change:切换用户 *\n");
printf("* list: 查看你的文件列表 create:调用建立文件程序 *\n");
printf("* delete:调用删除文件程序 open: 调用打开文件程序 *\n");
printf("* close: 调用关闭文件程序 read: 调用读文件程序 *\n");
printf("* write: 调用写文件程序 end: 退出程序 *\n");
printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n");
printf("请输入相应命令：");
while(1)
{
scanf("%s",&dos);
if((strcmp(dos,"change")==0)||(strcmp(dos,"list")==0)||(strcmp(dos,"create")==0)||(strcmp(dos,"delete")==0)||(strcmp(dos,"open")==0)||(strcmp(dos,"close")==0)||(strcmp(dos,"read")==0)||(strcmp(dos,"write")==0)||(strcmp(dos,"end")==0))
break;
else
printf("输入的命令错误，请重新输入：");
}
int no;
if(strcmp(dos,"change")==0)
no=0;
if(strcmp(dos,"list")==0)
no=1;
if(strcmp(dos,"create")==0)
no=2;
if(strcmp(dos,"delete")==0)
no=3;
if(strcmp(dos,"open")==0)
no=4;
if(strcmp(dos,"close")==0)
no=5;
if(strcmp(dos,"read")==0)
no=6;
if(strcmp(dos,"write")==0)
no=7;
if(strcmp(dos,"end")==0)
no=-1;
return no;
}
void InitMFD(MFD* mf[],int n)
{
int i,j;
for(i=0; i<n; i++)
mf[i] = (MFD*)malloc(sizeof(MFD));
strcpy(mf[0]->name,"user1");
mf[0]->content_Location=20;
strcpy(mf[1]->name,"user2");
mf[1]->content_Location=60;
strcpy(mf[2]->name,"user3");
mf[2]->content_Location=100;
strcpy(mf[3]->name,"user4");
mf[3]->content_Location=140;
strcpy(mf[4]->name,"user5");
mf[4]->content_Location=180;
strcpy(mf[5]->name,"user6");
mf[5]->content_Location=220;
strcpy(mf[6]->name,"user7");
mf[6]->content_Location=260;
strcpy(mf[7]->name,"user8");
mf[7]->content_Location=300;
strcpy(mf[8]->name,"user9");
mf[8]->content_Location=340;
strcpy(mf[9]->name,"user10");
mf[9]->content_Location=380;
for(j=0; j<length; j++)
disk[j] = 1;
}
void InitUFD(UFD* uf[],int n)
{
int i;
for(i=0; i<n; i++)
uf[i] = (UFD*)malloc(sizeof(UFD));
strcpy(uf[0]->username,"user1");
strcpy(uf[0]->fname,"u1f1");
strcpy(uf[0]->fattr,"r");
uf[0]->recordl=10;
strcpy(uf[1]->username,"user1");
strcpy(uf[1]->fname,"u1f2");
strcpy(uf[1]->fattr,"r");
uf[1]->recordl=20;
strcpy(uf[2]->username,"user1");
strcpy(uf[2]->fname,"u1f3");
strcpy(uf[2]->fattr,"r");
uf[2]->recordl=30;
strcpy(uf[3]->username,"user2");
strcpy(uf[3]->fname,"u2f1");
strcpy(uf[3]->fattr,"r");
uf[3]->recordl=25;
strcpy(uf[4]->username,"user2");
strcpy(uf[4]->fname,"u2f2");
strcpy(uf[4]->fattr,"r");
uf[4]->recordl=35;
strcpy(uf[5]->username,"user2");
strcpy(uf[5]->fname,"u2f3");
strcpy(uf[5]->fattr,"r");
uf[5]->recordl=15;
strcpy(uf[6]->username,"user2");
strcpy(uf[6]->fname,"u2f4");
strcpy(uf[6]->fattr,"w");
uf[6]->recordl=5;
strcpy(uf[7]->username,"user5");
strcpy(uf[7]->fname,"u5f1");
strcpy(uf[7]->fattr,"w");
uf[7]->recordl=40;
strcpy(uf[8]->username,"user5");
strcpy(uf[8]->fname,"u5f2");
strcpy(uf[8]->fattr,"w");
uf[8]->recordl=45;
for(i=0; i<n; i++)
{
uf[i]->addrf=length-diskl;
diskl = diskl - uf[i]->recordl;
}
for(i=0; i<(length - diskl); i++)
disk[i]=0;
}
void InitUOF(UOF* of[])
{
int i;
for(i=0; i<6; i++)
{
of[i] = (UOF*)malloc(sizeof(UOF));
strcpy(of[i] -> file_Name,"null");
}
}
int LogIn(char USERname[],char USERpsd[],MFD* mf[],int n)
{
int i,j,k=-1/*k为查询标志符*/;
printf("当前文件系统一级目录下的所有用户:");
for(i=0; i<n; i++)
printf("%s ",mf[i]->name);
printf("\n\n请输入你的用户名：");
scanf("%s",USERname);
for(i=0; i<n; i++)
{
if(strcmp(USERname,mf[i]->name)==0)
{
k=i;
break;
}
}
if(k!=-1)
{
printf("请输入登录密码： ");
scanf("%s",USERpsd);
for(j=0; j<10; j++)
{
if(strcmp(USERname,usrarray[j].name)==0)
{
if(strcmp(USERpsd,usrarray[j].pwd)==0)
{
printf("用户%s已成功登录！\n",USERname);
return 1;
}
else
{
printf("密码输入错误,请重新登录！\n");
LogIn(USERname,USERpsd,mf,n);
}
}
}
}
else
{
printf("用户%s是非法用户，请重新输入合法用户名！\n",USERname);
LogIn(USERname,USERpsd,mf,n);
}
}
void showlist(char user[],UFD* uf[])
{
int i,k=-1,n=UFD_n;
for(i=0; i<n; i++)
if(strcmp(user,uf[i]->username)==0)
k++;
if(k!=-1)
{
printf("\n当前用户%s拥有%d个文件：\n",user,k+1);
printf(" 文件名 属性 记录长度 文件地址\n");
for(i=0; i<n; i++)
if(strcmp(user,uf[i]->username)==0)
printf(" %s %s %d %d\n",uf[i]->fname,uf[i]->fattr,uf[i]->recordl,uf[i]->addrf);
}
else
printf("当前用户下没有任何文件！\n");
/*
printf("UFD:n=%d\n",n);
for(i=0; i<n; i++)
printf(" %s %s %d %d\n",uf[i]->fname,uf[i]->fattr,uf[i]->recordl,uf[i]->addrf);
*/
}
int Read(UOF* of[],char user[])
{
int i;
char newfile[10];
printf("请输入要读的文件名：");
scanf("%s",&newfile);
for(i=0; i<6; i++)
if(strcmp(of[i]->file_Name,newfile)==0)
{
printf("该文件的读指针：%d,读内容的地址从%d到%d\n",of[i]->read,of[i]->read,of[i]->read+of[i]->recordl);
printf("修改‘读指针’，查看对应地址的记录内容……\n");
printf("%s文件读成功！\n",newfile);
return ;
}
printf("文件不存在，不能读！\n");
return ;
}
int Close(UOF* of[],char user[])
{
int i;
char newfile[10];
printf("请输入要关闭的文件名：");
scanf("%s",&newfile);
for(i=0; i<6; i++)
{
if((strcmp(of[i]->file_Name,newfile)==0)&&((of[i]->status==1)||(of[i]->status==0)))
{
strcpy(of[i]->file_Name,"null");
strcpy(of[i]->fattr,"null");
of[i]->recordl=0;
of[i]->write=0;
ofP=(ofP-1)%6;//循环修改UOF开文件指针；
printf("%s文件关闭成功！\n",newfile);
return ;
}
}
printf("%s文件为关闭状态！\n",newfile);
return ;
}
int Write(UOF* of[],UFD* uf[],char user[])
{
int i, k=-1;
char newfile[10];
printf("请输入要写的文件名：");
scanf("%s",&newfile);
for(i=0; i<6; i++)
if(strcmp(of[i]->file_Name,newfile)==0)
{
if(of[i]->status==1)
{
printf("模拟将记录信息写到‘写指针’指出的磁盘块中……\n");
of[i]->write=length - diskl;
disk[length - diskl]=0;
diskl-=1;
printf("%s写文件成功！\n",newfile);
}
else
{
if(strcmp(of[i]->fattr,"r")==0)
printf("操作不合法，不能写！\n");
else
{
printf("是否顺序修改？'y'或'n'|请输入：");
int order;
scanf("%d",&order);
if(order==1)
{
printf("已取出该文件写指针地址：%d\n","请输入新的写指针：",of[i]->write);
scanf("%d",of[i]->write);
}
else
printf("已取出该文件指定记录的块号：%d\n",uf[k]->addrf);
printf("模拟把记录信息写入到磁盘中……");
printf("%s文件写成功！\n",newfile);
}
}
return ;
}
printf("文件不存在，不能写！\n");
return ;
}
int Open(UOF* of[],UFD* uf[],char user[])
{
int i,counter,j=-1,k=-1;
char newfile[10],opType[4];
printf("UFD_n:%d,请输入要打开的文件名和操作类型：",UFD_n);
scanf("%s%s",&newfile,&opType);
for(i=0; i<UFD_n; i++)
if((strcmp(uf[i]->username,user)==0)&&(strcmp(uf[i]->fname,newfile)==0))
{
k=i;
break;
}
if(k == -1)
{
printf("文件不存在，不能打开！\n");
return ;
}
else
{
if(ofP<6)
{
for(i=0; i<6; i++)
if(strcmp(of[i]->file_Name,newfile)==0)
{
j=i;
if(of[i]->status==1)
printf("正在建立，不能打开！\n");
else
printf("文件已打开！\n");
return ;
}
if(j==-1)
{
if(strcmp(uf[k]->fattr,opType)==0)
{
strcpy(of[ofP]->file_Name,newfile);
strcpy(of[ofP]->fattr,opType);
of[ofP]->recordl=uf[k]->recordl;
of[ofP]->write = uf[k]->addrf;
of[ofP]->read = uf[k]->addrf;
of[ofP]->status = 0;
ofP=(ofP+1)%6;//循环修改UOF开文件指针；
printf("%s文件打开成功！\n",newfile);
}
else
printf("操作不合法，不能打开文件！\n");
}
}
else
{
printf("最多只可打开6个文件，请关闭其他文件！");
return ;
}
}
}
int Delete(UOF* of[],UFD* uf[],char user[])
{
int i,j=-1,k=-1;
char newfile[10];
printf("请输入要删除的文件名：");
scanf("%s",&newfile);
for(i=0; i<UFD_n; i++)
if((strcmp(uf[i]->username,user)==0)&&(strcmp(uf[i]->fname,newfile)==0))
{
k=i;
break;
}
if(k == -1)
{
printf("置文件的结束标志！\n");
}
else
{
for(i=0; i<6; i++)
if(strcmp(of[i]->file_Name,newfile)==0)
{
j=i;
strcpy(of[i]->file_Name,"null");
strcpy(of[i]->fattr,"null");
of[i]->recordl=-1;
of[i]->write = -1;
of[i]->read = -1;
ofP=(ofP-1)%6;//循环修改UOF开文件指针；
}
}
diskl = diskl + uf[k]->recordl;
for(i=length-diskl; i<length; i++)
disk[i] = 1;
strcpy(uf[k]->username,"null");
strcpy(uf[k]->fname,"null");
strcpy(uf[k]->fattr,"null");
uf[k]->recordl=-1;
uf[k]->addrf=-1;
free(uf[k]);
printf("%s文件删除成功！\n",newfile);
}
int CreateFile(UOF* of[],UFD* uf[],char user[])
{
int newrecordl,i,k=-1,n=UFD_n;
char newfile[10],newfattr[4];
printf("请输入要创建的文件名,文件长度及属性：");
scanf("%s%d%s",&newfile,&newrecordl,&newfattr);
for(i=0; i<n; i++)
if(strcmp(newfile,uf[i]->fname)==0)
{
printf("有同名文件，不能创建！\n");
return ;
}
for(i=0; i<n; i++)
if(strcmp(user,uf[i]->username)==0)
k++;
if(k>=10)
{
printf("在UFD中无空登记栏，不能创建！\n");
return ;
}
else
{
if((diskl - newrecordl)<0)
{
printf("磁盘中无空闲块，不能创建！\n");
return ;
}
else
{
diskl = diskl - newrecordl;
for(i=0; i<length-diskl; i++)
disk[i] = 0;
uf[n] = (UFD*)malloc(sizeof(UFD));
strcpy(uf[n]->username,user);
strcpy(uf[n]->fname,newfile);
strcpy(uf[n]->fattr,newfattr);
uf[n]->recordl=newrecordl;
uf[n]->addrf=length-diskl;
strcpy(of[ofP]->file_Name,newfile);
strcpy(of[ofP]->fattr,newfattr);
of[ofP]->recordl=newrecordl;
of[ofP]->status=1;
of[ofP]->write=newrecordl;
UFD_n++;
ofP=(ofP+1)%6;
printf("%s文件创建成功！\n",newfile);
}
}
}
五、仿真截图
