以下按照从低到高的地址顺序
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超级块：存放文件系统主要信息
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文件系统描述区：存放文件系统其他信息
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i节点位图区：记录各i节点使用情况，0表示空闲，1表示被占用
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数据块位图区：记录各数据块使用情况，0表示空闲，1表示被占用
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i节点区：保存所有i节点数据结构
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数据块区：保存所有数据，包括普通数据、各目录目录项
#define BLKNUM 1024 // 数据块数量
#define BLKSIZE 1024 // 数据块大小
#define INDNUM 128 // i节点数量-
超级块
typedef struct { // 16字节 // 数据块 uint32_t blkNum; uint32_t blkNumFree; uint16_t blkSize; // i节点 uint16_t indNum; uint16_t indNumFree; uint16_t indSize; } SuperBlk;
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文件系统描述
typedef struct { // 64字节 char label[48]; // i节点区 uint32_t indBeg; uint32_t indEnd; // 数据块区 uint32_t blkBeg; uint32_t blkEnd; } FSInfo;
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i节点位图
uint32_t indBitmap[INDNUM / 32]; // 16字节
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数据块位图
uint32_t blkBitmap[BLKNUM / 32]; // 128字节
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i节点
#define IDXBLKNUMININODE 14 typedef struct { // 64字节 uint32_t size; uint32_t type; uint32_t blkIdx[IDXBLKNUMININODE]; // 数据块直接索引 } Inode;
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目录项
typedef struct { // 32字节 char name[28]; uint32_t inodeIdx; } DirItem;
计算本模拟文件系统大小：
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格式化文件系统：包括初始化模拟磁盘文件、创建根目录两步，即
moo_mkfs可执行程序1）初始化：创建文件 --> 写入超级块 --> 写入文件系统描述 --> 写入i节点位图 --> 写入数据块位图 --> 写入数据块
2）创建根目录：修改超级块 --> 修改i节点位图 --> 修改数据块位图 --> 写入根目录i节点 --> 写入根目录两个目录项
（1）根目录i节点索引号为0
（2）两个目录项包括"."、".."，它们对应的i节点索引号均为0
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查看文件系统信息：通过读取超级块、文件系统描述区两部分信息，即
moo_fsinfo可执行程序打开模拟磁盘文件 --> 读取超级块 --> 格式化输出超级块信息 --> 读取文件系统描述 --> 格式化输出文件系统描述区信息
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显示当前路径各目录项：即
moo_exp可执行程序中的ls命令 -
改变当前路径：即
moo_exp可执行程序中的cd <dir>命令 -
创建文件：即
moo_exp可执行程序中的touch <file>命令
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删除文件：即
moo_exp可执行程序中的rm <file>命令 -
创建目录：即
moo_exp可执行程序中的mkdir <dir>命令 -
删除目录：即
moo_exp可执行程序中的rmdir <dir>命令
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文件浏览器：实现了一个类似于shell的文件浏览器，在其中输入命令即可实现
ls、cd、touch、rm、mkdir、rmdir等操作，伪代码如下：// 1.cmd指针数组 char* cmdArr[] = {"mkfs", "ls", "cd", "touch", "rm", "mkdir", "rmdir", "quit"}; // 2.读取命令循环 while(1) 显示命令提示符; 输入命令cmd; 获取命令索引号cmdIdx; switch cmdIdx: case 0: // mkfs case 1: // ls case 2: // cd case 3: // touch case 4: // rm case 5: // mkdir case 6: // rmdir case 7: // quit default: // 提示位置命令
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递归删除目录，伪代码如下：
int rmItemRecur(Inode* dirInode, uint16_t dirInodeIdx, DirItem* dirItem) // 父目录i节点，父目录i节点索引，要删除的目录项 读取要删除的目录项i节点，即itemInode; if 目录项是一个文件 释放对应的blk; 释放对应的inode; else for 此目录中的各项 读取目录项，即tmpDirItem; if 目录项名为"."或".." continue; rmItemRecur(&itemInode, dirItem->inodeIdx, &tmpDirItem); // 进入更深一层递归 释放对应的blk; 释放对应的inode; 删除父目录中的目录项dirItem;
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本工程使用CMake构建，典型流程如下
git clone https://github.com/mookixiao/virtual_file_system.git cd virtual_file_system mkdir build cd build cmake .. cmake --build .
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最终应得到
moo_mkfs、moo_fsinfo、moo_exp三个可执行文件
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使用
./moo_mkfs命令创建文件系统
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使用
./moo_fsinfo命令查看文件系统信息
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使用
./moo_exp命令进入文件系统浏览器1）ls
2）touch
3）rm
4）cd和mkdir运行截图
5）rmdir运行截图
1、《UNIX环境高级编程》
2、《C和指针》
3、《鸟哥的Linux私房菜 基础学习篇》
4、《操作系统概念》
5、《Unix\Linux编程实践教程》
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