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Linux中的文件寻址,Linux文件寻址算法：逻辑地址到物理地址的转换

编程日记 2024-04-07 03:00:00

题目描述：

编写一个函数实现Linux文件寻址的算法，即读取文件当前位置到物理存储位置的转换函数，需要给出运行的测试数据，可以假设和模拟需要的数据和结构。即编写一个函数unsigned long ltop(unsigned long logblkNum). 计算逻辑块号logblkNum所对应的物理块的块号。

#include

#define index (12) //直接索引块数目

#define first_index (1 << 7) // 一级索引块数目

#define second_index (1 << 14)

#define third_index (1 << 21)

#define blksize 512 //物理块大小

#define blknumsize 4 //索引块大小

#define index_blk_sum (15 + first_index + second_index + third_index) //索引块总数

struct inode

{

unsigned long i_block[15];

}inode;

FILE *fp;

int bitmap[index_blk_sum] = {0};

int find_bitmap(int curpos)

{

int j, k;

for(j = k = curpos; bitmap[j] == 1 && bitmap[k] == 1 && k >= 0 && j < index_blk_sum; ++j, --k);

if(j < index_blk_sum && bitmap[j] == 0)

return j;

else if(k >= 0 && bitmap[k] == 0)

return k;

}

void print(int buf[])

{

for(int i = 0; i < first_index; ++i)

printf("%d ", buf[i]);

printf("\n");

}

void dirty(int pos)

{

bitmap[pos] = 1;

}

void init_inode()

{

for(int i = 0; i < 15; ++i)

{

int tmp = rand() % index_blk_sum;

if(bitmap[tmp] == 1)

{

int j = find_bitmap(tmp);

inode.i_block[i] = j;

dirty(j);

}

else

{

inode.i_block[i] = tmp;

dirty(tmp);

}

void init_filesys()

{

long long bufsize = index_blk_sum * blksize;

char *buf = malloc(sizeof(char) * bufsize);

fwrite(buf, sizeof(buf), 1, fp);

free(buf);

}

void do_random(int buf[], int n)

{

for(int i = 0; i < n; ++i)

{

int tmp = rand() % index_blk_sum;

if(bitmap[tmp] == 1)

{

int j = find_bitmap(tmp);

buf[i] = j;

dirty(j);

}

else

{

buf[i] = tmp;

dirty(tmp);

}

void put_inode()

{

fseek(fp, 0, SEEK_SET);

fwrite(&inode, sizeof(inode), 1, fp);

}

void put_direct_index(unsigned long offset)

{

int buf[first_index] = {0};

do_random(buf, first_index);

fseek(fp, offset, SEEK_SET);

fwrite(buf, sizeof(int), first_index, fp);

}

void put_first_index()

{

unsigned int buf_1[first_index];

put_direct_index(inode.i_block[13] * blksize);

fseek(fp, inode.i_block[13] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_1, sizeof(int), first_index, fp);

for(int i = 0; i < first_index; ++i)

put_direct_index(buf_1[i] * blksize);

}

void put_second_index()

{

unsigned int buf_1[first_index] = {0};

unsigned int buf_2[first_index] = {0};

put_direct_index(inode.i_block[14] * blksize);

fseek(fp, inode.i_block[14] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_1, sizeof(int), first_index, fp);

for(int i = 0; i < first_index; ++i)

{

put_direct_index(buf_1[i] * blksize);

fseek(fp, buf_1[i] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_2, sizeof(int), first_index, fp);

for(int j = 0; j < first_index; ++j)

{

put_direct_index(buf_2[j] * blksize);

}

unsigned long ltop(unsigned long l_addr)

{

unsigned int buf_1[first_index] = {0};

unsigned int buf_2[first_index] = {0};

unsigned int buf_3[first_index] = {0};

if(l_addr < 0 || l_addr > index_blk_sum - 1)

return index_blk_sum;

else

{

if(l_addr < index)

{

return inode.i_block[l_addr];

}

else if(l_addr < (index + first_index))

{

fseek(fp, inode.i_block[12] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_1, sizeof(int), first_index, fp);

return buf_1[l_addr - index];

}

else if(l_addr < (index + first_index + second_index))

{

fseek(fp, inode.i_block[13] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_1, sizeof(int), first_index, fp);

fseek(fp, buf_1[(l_addr - (index + first_index)) / first_index] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_2, sizeof(int), first_index, fp);

return buf_2[(l_addr - (index + first_index)) % first_index];

}

else if(l_addr < (index_blk_sum))

{

fseek(fp, inode.i_block[14] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_1, sizeof(int), first_index, fp);

fseek(fp, buf_1[(l_addr - (index + first_index + second_index)) / second_index] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_2, sizeof(int), first_index, fp);

fseek(fp, buf_2[(l_addr - (index + first_index + second_index)) % second_index / first_index] * blksize, SEEK_SET);

fread(buf_3, sizeof(int), first_index, fp);

return buf_3[(l_addr - (index + first_index + second_index)) % second_index % first_index];

}

int main()

{

srand((unsigned)time(NULL));

unsigned long l_addr;

fp = fopen("ext2", "w+");

if(fp == NULL)

{

printf("create filesys error!\n");

exit(0);

}

init_inode();

init_filesys();

put_inode();

put_direct_index(inode.i_block[12] * blksize);

put_first_index();

put_second_index();

while(scanf("%ld", &l_addr) != EOF)

{

unsigned long p_addr = ltop(l_addr);

if(p_addr < index_blk_sum)

printf("logical blknum %ld to physical blknum %ld\n", l_addr, p_addr);

else

printf("out of memory\n");

}

fclose(fp);

return 0;

}

https://www.dkcj.cn/info/4304.html

Linux中的文件寻址,Linux文件寻址算法：逻辑地址到物理地址的转换

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