MFS.h

#pragma once

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#if defined(WIN32) || defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
#include <conio.h>
#include <windows.h>
#else
#include <unistd.h>
#endif

//宏定义
#define FILESYSNAME	"MFS.sys"				// 虚拟磁盘文件名
#define MFS_NAME "MFS(Meng-File-System)"	// 文件系统名
#define MFS_VERSION "1.0"					// 版本

#define MFS_BUFFER 100000					// 100K，虚拟磁盘buffer
#define FILE_BUFFER 10000					// 10K， 文件buffer
#define BLOCK_SIZE	512						//块号大小为512B
#define INODE_SIZE	128						//inode节点大小为128B。注：sizeof(Inode)不能超过该值
#define MAX_NAME_SIZE 28					//最大名字长度，长度要小于这个大小

#define INODE_NUM	640						//inode节点数,最多64个文件
#define BLOCK_NUM	10240					//块号数，10240 * 512B = 5120KB
#define BLOCKS_PER_GROUP	64				//空闲块堆栈大小，一个空闲堆栈最多能存多少个磁盘块地址

#define MODE_DIR	01000					//目录标识
#define MODE_FILE	00000					//文件标识
#define OWNER_R	4<<6						//本用户读权限
#define OWNER_W	2<<6						//本用户写权限
#define OWNER_X	1<<6						//本用户执行权限
#define GROUP_R	4<<3						//组用户读权限
#define GROUP_W	2<<3						//组用户写权限
#define GROUP_X	1<<3						//组用户执行权限
#define OTHERS_R	4						//其它用户读权限
#define OTHERS_W	2						//其它用户写权限
#define OTHERS_X	1						//其它用户执行权限
#define FILE_DEF_PERMISSION 0664			//文件默认权限
#define DIR_DEF_PERMISSION	0755			//目录默认权限


// 数据结构声明
//超级块
struct SuperBlock {
	unsigned short s_INODE_NUM;				//inode节点数，最多 65535
	unsigned int s_BLOCK_NUM;				//磁盘块块数，最多 4294967294

	unsigned short s_free_INODE_NUM;		//空闲inode节点数
	unsigned int s_free_BLOCK_NUM;			//空闲磁盘块数
	int s_free_addr;						//空闲块堆栈指针
	int s_free[BLOCKS_PER_GROUP];			//空闲块堆栈

	unsigned short s_BLOCK_SIZE;			//磁盘块大小
	unsigned short s_INODE_SIZE;			//inode大小
	unsigned short s_SUPERBLOCK_SIZE;		//超级块大小
	unsigned short s_blocks_per_group;		//每 blockgroup 的block数量

	//磁盘分布
	int s_Superblock_StartAddr;				//超级块起始地址
	int s_InodeBitmap_StartAddr;			//inode位图起始地址
	int s_BlockBitmap_StartAddr;			//块位图起始地址
	int s_Inode_StartAddr;					//inode起始地址
	int s_Block_StartAddr;					//块起始地址
};

//inode节点
struct Inode {
	unsigned short i_ino;					//inode标识（编号）
	unsigned short i_mode;					//存取权限。r--读取，w--写，x--执行
	unsigned short i_cnt;					//链接数。有多少文件名指向这个inode
											//unsigned short i_uid;					//文件所属用户id
											//unsigned short i_gid;					//文件所属用户组id
	char i_uname[20];						//文件所属用户
	char i_gname[20];						//文件所属用户组
	unsigned int i_size;					//文件大小，单位为字节（B）
	time_t  i_ctime;						//inode上一次变动的时间
	time_t  i_mtime;						//文件内容上一次变动的时间
	time_t  i_atime;						//文件上一次打开的时间
	int i_dirBlock[10];						//10个直接块。10*512B = 5120B = 5KB
	int i_indirBlock_1;						//一级间接块。512B/4 * 512B = 128 * 512B = 64KB
											//unsigned int i_indirBlock_2;			//二级间接块。(512B/4)*(512B/4) * 512B = 128*128*512B = 8192KB = 8MB
											//unsigned int i_indirBlock_3;			//三级间接块。(512B/4)*(512B/4)*(512B/4) * 512B = 128*128*128*512B = 1048576KB = 1024MB = 1G
											//文件系统太小，暂且省略二级、三级间接块
};

//目录项
struct DirItem {							//32字节，一个磁盘块能存 512/32=16 个目录项
	char itemName[MAX_NAME_SIZE];			//目录或者文件名
	int inodeAddr;							//目录项对应的inode节点地址
};

//全局变量定义
extern const int Superblock_StartAddr;		//超级块 偏移地址,占一个磁盘块
extern const int InodeBitmap_StartAddr;		//inode位图 偏移地址，占两个磁盘块，最多监控 1024 个inode的状态
extern const int BlockBitmap_StartAddr;		//block位图 偏移地址，占二十个磁盘块，最多监控 10240 个磁盘块（5120KB）的状态
extern const int Inode_StartAddr;			//inode节点区 偏移地址，占 INODE_NUM/(BLOCK_SIZE/INODE_SIZE) 个磁盘块
extern const int Block_StartAddr;			//block数据区 偏移地址 ，占 INODE_NUM 个磁盘块
extern const int File_Max_Size;				//单个文件最大大小
extern const int Sum_Size;					//虚拟磁盘文件大小

											// 用户
extern bool isLogin;						//是否有用户登陆
extern int nextUID;							//下一个要分配的用户标识号
extern int nextGID;							//下一个要分配的用户组标识号
extern int Root_Dir_Addr;					//根目录inode地址
extern int Cur_Dir_Addr;					//当前目录
extern char Cur_Dir_Name[310];				//当前目录名
extern char Cur_Host_Name[110];				//当前主机名
extern char Cur_User_Name[110];				//当前登陆用户名
extern char Cur_Group_Name[110];			//当前登陆用户组名
extern char Cur_User_Dir_Name[310];			//当前登陆用户目录名

extern FILE* fw;							//虚拟磁盘文件 写文件指针
extern FILE* fr;							//虚拟磁盘文件 读文件指针
extern SuperBlock *superblock;				//超级块指针
extern bool inode_bitmap[INODE_NUM];		//inode位图
extern bool block_bitmap[BLOCK_NUM];		//磁盘块位图

extern char buffer[MFS_BUFFER];				//10M，缓存整个虚拟磁盘文件


// 函数声明
// 文件系统、内存分配、初始化
void InitSystem();							//初始化系统
void InitUser();							//初始化用户
bool Format();								//格式化一个虚拟磁盘文件
bool Install();								//安装文件系统，将虚拟磁盘文件中的关键信息如超级块读入到内存
void Ready();								//登录系统前的准备工作,注册+安装
int	 BockAlloc();							//磁盘块分配函数
bool BlockFree(int);						//磁盘块释放函数
int  InodeAlloc();							//分配i节点区函数
bool InodeFree(int);						//释放i结点区函数

// 命令
bool Login(char[]);											//登陆界面
void Logout();												//用户注销
bool Useradd(char username[]);								//用户注册
bool Userdel(char username[]);								//用户删除
void Chmod(int parinoAddr, char name[], int pmode);			//修改文件或目录权限
void Touch(int parinoAddr, char name[], char buf[]);		//touch命令创建文件，读入字符
bool Mkdir(int parinoAddr, char name[]);					//目录创建函数。参数：上一层目录文件inode地址 ,要创建的目录名
bool Rmdir(int parinoAddr, char name[]);					//目录删除函数
bool Rm(int parinoAddr, char name[]);						//删除文件函数 
void Ls(int parinoaddr);									//显示当前目录下的所有文件和文件夹
void Cd(int parinoaddr, char name[]);						//进入当前目录下的name目录
void Vi(int parinoaddr, char name[], char buf[]);			//模拟一个简单vi，输入文本
void Clear();												//清屏
void Pwd();													//输出当前路径
void Cat(int parinoAddr, char name[]);						//输出文件内容到终端
void PrintSuperBlock();										//打印超级块信息
void PrintInodeBitmap();									//打印inode使用情况
void PrintBlockBitmap(int num = superblock->s_BLOCK_NUM);	//打印block使用情况

// 命令实现的额外函数
void InputUsername(char username[]);							//输入用户名
void inputPassword(char passwd[]);								//输入密码
void Gotoxy(HANDLE hOut, int x, int y);							//移动光标到指定位置
void WriteFile(Inode fileInode, int fileInodeAddr, char buf[]);	//将buf内容写回文件的磁盘块
bool Check(char username[], char passwd[]);						//核对用户名，密码
void GotoRoot();												//回到根目录
void Rmall(int parinoAddr);										//删除该节点下所有文件或目录
bool Create(int parinoAddr, char name[], char buf[]);			//创建文件函数

// 命令行
void Cmd(char str[]);				//处理输入的命令

// 命令帮助、系统信息
void Help();						//显示所有命令清单
void Help_NotLogin();				//未登录的帮助
void Version();						//版本

void CommandError(char command[]);	//命令错误提示
void Command_help();
void Help_help();
void Version_help();

void Useradd_help();
void Userdel_help();

void Login_help();
void Logout_help();

void Pwd_help();
void Mkdir_help();
void Rmdir_help();
void Cd_help();
void Ls_help();
void Chmod_help();

void Clear_help();
void Exit_help();

void Cat_help();
void Touch_help();
void Rm_help();
void Vi_help();

void Super_help();
void Inode_help();
void Block_help();