实验四 文件系统 实验报告.pdf

文件系统实验报告

一、实验目的

了解操作系统中文件系统的原理以及实现方法。

二、实验方法

通过FAT12文件系统的解读，了解文件系统的原理和实现。

三、实验任务

通过对FAT12文件系统的了解，编写程序，读取并列出一个虚拟软盘中文件信

息（文件名、属性、修改时间等），以及读取其中的文件内容

四、实验要点

FAT12文件系统的了解，Linux系统下文件读写相关系统调用。

五、实验过程

1.FAT12文件系统分析

簇是操作系统分配文件空间的基本单位，簇由若干个扇区组成。在FAT12

文件系统中，簇号的有效位是12位，所以这种文件系统就被称为FAT12。FAT12

文件系统中大致可以分成五个区，这五个区为：

起始扇区占用扇区起始地址结束地址分区

0100x000001FF引导区

1900x000013FFFAT区

10900x000025FFFAT备份区

191200x00003DFF根目录区

31-0x00003E00-文件数据区

其中，引导区中储存着一些基本的信息。例如，0x0000000B和0x0000000C

两个字节保存着每个扇区的大小，0x0000000D保存着每个簇占用多少个扇区。

FAT区中储存着簇号。在0开始的三个字节，分别储存设备类

型标记(0xF0为软盘)；第二个第三个字节均为0xFF，是FAT标识符。在FAT12

文件系统中，每个簇占用12位，即1.5个字节。簇号与地址的对应关系如下

表：

地址偏移000001002003004005

簇序号000001002003

一个簇号跨越两个字节，每次读取簇号时读取两个字节，然后对读出的两

个字节进行位运算处理，得到下一簇的簇序号。

注意，这里同样需要对高低位进行处理，即使用位计算的方式提取相应的

簇号信息。

根据上述的原理，可以得出一个函数，以一个簇号为参数，返回值为文件

下一个簇号。代码如下：

intgetNextClutserId(FILE*fp,shortclusterId)

{

unsignedshorttmp,low=0,high=0;;

intaddress=(clusterId*3/2)+0x0000200;

fseek(fp,address,SEEK_SET);

fread((void*)(tmp),1,sizeof(unsignedshort),fp);

low=((tmp0xFFF0)4);

high=tmp0x0FFF;

return(clusterId%2==0?high:low);

}

其中，fp是用于读取文件系统的文件流，clusterID是当前簇号，返回值

是下一个簇号。

函数体的第二句代码，计算出当前簇号对应的地址，用于文件指针的定位。

第三句代码是根据第二句计算得到的地址对文件指针进行定位，定位到当前簇

号所对应的信息处。第四句代码是从文件指针的位置为起始位置读入两个字节

的内容（fread会自动对高低字节位进