Question

基本上我需要实现一个程序来充当用户空间文件系统，该系统实现非常简单的操作，例如查看磁盘上的内容，将文件复制到本机文件系统或从本机文件系统复制到我的文件系统（包含在一个名为“disk01”的文件，并从我的文件系统中删除文件。

我基本上正在寻找一个跳板或一些提示我可以从哪里开始，因为我不确定如何创建我自己的“磁盘”并将其他文件放入其中，这是一项家庭作业。

只是一个寻找方向的C ++学生。

修改

我知道这个概念已经在几个不同的地方用作“VFS”或虚拟文件系统，有点像zip文件（你只能通过一个可以处理zip文件的程序查看内容）。我基本上是在尝试编写类似于zip或winrar等的自己的程序，但不是那么复杂且功能丰富。

感谢您的建议到目前为止！你们都是一个巨大的帮助！

Answer 1

创建类似FAT的磁盘结构非常简单。

在文件中的固定位置，很可能首先，您有一个包含磁盘信息的结构。然后是“FAT”，这是一个简单结构表，详细说明了磁盘上的文件。这基本上是一个固定大小的结构表，类似于：

struct FATEntry
{
    char      name[20];  /* Name of file */
    uint32_t  pos;       /* Position of file on disk (sector, block, something else) */
    uint32_t  size;      /* Size in bytes of file */
    uint32_t  mtime;     /* Time of last modification */
};

在此表之后，您有一个固定大小的区域，用于磁盘上的空闲块位图。如果文件系统可以动态增长或缩小，则可能不需要位图。然后是实际的文件数据。

对于像这样的系统，所有文件必须连续布局在磁盘上。这会在您添加和删除文件时调整碎片。

另一种方法是使用链接列表方法，例如在旧的Amiga文件系统上使用。使用此方案，所有块都只是链接列表。

在您需要实际磁盘数据的结构之前，可能还需要显示空闲/已分配磁盘块的位图。磁盘数据结构中唯一需要的字段是第一个文件的“指针”。

通过指针，我指的是指向块的磁盘上的位置的整数。

文件本身可以类似于上面类似FAT的系统：

struct FileNode
{
    char     name[12];  /* Name of file */
    uint32_t next;      /* Next file, zero for last file */
    uint32_t prev;      /* Previous file, zero for first file */
    uint32_t data;      /* Link to first data block */
    uint32_t mtime;     /* Last modification time */
    uint32_t size;      /* Size in bytes of the file */
};

数据块本身就是链接列表：

struct DataNode
{
    uint32_t next;  /* Next data block for file, zero for last block */
    char data[BLOCK_SIZE - 4];  /* Actual data, -4 for the block link */
};

关于链表文件系统的好处是它永远不会碎片化。缺点是您可能必须跳过磁盘以获取数据块，并且数据块无法完全使用，因为它们至少需要一个指向下一个数据块的链接。

在类Unix系统中常见的第三种方法是让文件数据包含一组指向数据块的链接。然后，数据块不必连续存储在磁盘上。它将包含一些与链表方法相同的缺点，因为块可以存储在整个磁盘上，并且文件的最大大小是有限的。一位专家认为，数据块可以得到充分利用。

这样的结构可能看起来像

struct FileNode
{
    char name[16];      /* Name of file */
    uint32_t size;      /* Size in bytes of file */
    uint32_t mtime;     /* Last modification time of file */
    uint32_t data[26];  /* Array of data-blocks */
};

上述结构将最大文件大小限制为26个数据块。

Answer 2

打开文件以进行非破坏性读/写。使用fstream，这可能是fstream stream(filename)。

然后使用搜索功能移动它。如果您使用的是C ++ fstream，则为stream.seekg(position)。

然后你需要二进制读写功能，这样你就可以使用stream.read(buffer, len)和stream.write(buffer, len)。

启动文件系统的简单方法是确定块大小。过去大多数人使用512字节。您可以这样做或使用4K或使其完全可调。然后你在开头附近留出一个自由空间地图块。这可能是每个块一点，或者如果你是每个块一个字节是懒惰的。然后，你有一个根目录。 FAT这样做很简单：它只是一个名称列表，一些元数据，如时间戳，文件大小和块偏移。我认为FAT块有一个指向文件中下一个块的指针，这样它就可以分割文件而不需要在写入时运行碎片整理。

然后你搜索目录，找到文件，转到偏移量并读取块。

真正的文件系统变得复杂的是硬件任务，比如为文件分配块，这样他们就有空间在末端成长而不浪费空间。处理碎片。在多个线程或程序同时写入时具有良好性能。面对意外的磁盘错误或断电，可以实现强大的恢复。

C ++中的虚拟（平面）文件系统

2 个答案: