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#include "ficheros_basico.h"
/************************************************** NIVEL 2 **************************************************/
/* -Función: tamMB.
-Descripción: Calcula el tamaño, en bloques, necesario para el mapa de bits.
-Parámetros: Número de bloques del sistema de ficheros.
-Return: El tamaño del MB como int.
*/
int tamMB(unsigned int nbloques)
{
int MB;
MB = (nbloques / 8);
if (MB % BLOCKSIZE)
{
return (MB / BLOCKSIZE) + 1;
}
return (MB / BLOCKSIZE);
}
/* -Función: tamAI.
-Descripción: Calcula el tamaño, en bloques, necesario para el array de inodos.
-Parámetros: Número de inodos del sistema de ficheros.
-Return: El tamaño del AI como int.
*/
int tamAI(unsigned int ninodos)
{
int AI;
AI = (ninodos * INODOSIZE);
if (AI % BLOCKSIZE)
{
return (AI / BLOCKSIZE) + 1;
}
return (AI / BLOCKSIZE);
}
/* -Función: initSB.
-Descripción: Inicializa los datos del superbloque y lo escribe.
-Parámetros: Número de bloques y número de inodos en el sistema de ficheros.
-Return: 0 si no hay ningún error y -1 en caso contrario.
*/
int initSB(unsigned int nbloques, unsigned int ninodos)
{
struct superbloque SB;
SB.posPrimerBloqueMB = posSB + tamSB; //posSB = 0, tamSB = 1
SB.posUltimoBloqueMB = SB.posPrimerBloqueMB + tamMB(nbloques) - 1;
SB.posPrimerBloqueAI = SB.posUltimoBloqueMB + 1;
SB.posUltimoBloqueAI = SB.posPrimerBloqueAI + tamAI(ninodos) - 1;
SB.posPrimerBloqueDatos = SB.posUltimoBloqueAI + 1;
SB.posUltimoBloqueDatos = nbloques - 1;
SB.posInodoRaiz = 0;
SB.posPrimerInodoLibre = 0;
SB.cantBloquesLibres = nbloques;
SB.cantInodosLibres = ninodos;
SB.totBloques = nbloques;
SB.totInodos = ninodos;
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
return 0;
}
/* -Función: initMB.
-Descripción: Inicializa el mapa de bits y lo escribe.
-Parámetros:
-Return: 0 si no hay ningún error y -1 en caso contrario.
*/
int initMB()
{
struct superbloque SB;
unsigned char buf[BLOCKSIZE];
memset(buf, 0, BLOCKSIZE);
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
for (int i = SB.posPrimerBloqueMB; i <= SB.posUltimoBloqueMB; i++)
{
if (bwrite(i, buf) == -1)
return -1;
}
for (int i = 0; i <= SB.posUltimoBloqueAI; i++)
{
if (escribir_bit(i, 1) == -1)
return -1;
}
SB.cantBloquesLibres -= (SB.posUltimoBloqueAI + 1); //SB + MB + AI
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
return 0;
}
/* -Función: initAI.
-Descripción: Inicializa la lista de inodos libres.
-Parámetros:
-Return: 0 si no hay ningún error y -1 en caso contrario.
*/
int initAI()
{
struct superbloque SB;
struct inodo inodos[BLOCKSIZE / INODOSIZE];
int contInodos;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
contInodos = SB.posPrimerInodoLibre + 1;
for (int i = SB.posPrimerBloqueAI; i <= SB.posUltimoBloqueAI; i++)
{
for (int j = 0; j < BLOCKSIZE / INODOSIZE; j++)
{
inodos[j].tipo = 'l';
if (contInodos < SB.totInodos)
{
inodos[j].punterosDirectos[0] = contInodos;
contInodos++;
}
else
{
inodos[j].punterosDirectos[0] = UINT_MAX;
break; //break out of the loop
}
}
if (bwrite(i, inodos) == -1)
return -1;
}
return 0;
}
/************************************************** NIVEL 3 **************************************************/
/* -Función: escribir_bit.
-Descripción: Escribe el valor indicado por parámetro en determinado bit del MB.
-Parámetros: Número de bloque que tiene que acceder y bit que se tiene que escribir.
-Return: 0 si no hay ningún error y -1 en caso contrario.
*/
int escribir_bit(unsigned int nbloque, unsigned int bit)
{
int posbyte, posbit, nbloqueMB, nbloqueabs;
unsigned char bufferMB[BLOCKSIZE];
unsigned char mascara = 128; // 10000000
struct superbloque SB;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
posbyte = nbloque / 8;
posbit = nbloque % 8;
nbloqueMB = posbyte / BLOCKSIZE;
nbloqueabs = nbloqueMB + SB.posPrimerBloqueMB;
if (bread(nbloqueabs, bufferMB) == -1)
{
return -1;
}
posbyte = posbyte % BLOCKSIZE;
mascara >>= posbit; // desplazamiento de bits a la derecha
bufferMB[posbyte] |= mascara; // operador OR para bits
if (bit == 1)
{
bufferMB[posbyte] |= mascara;
}
else if (bit == 0)
{
bufferMB[posbyte] &= ~mascara;
}
else
{
return -1;
}
if (bwrite(nbloqueabs, bufferMB) == -1)
return -1;
return 0;
}
/* -Función: leer_bit.
-Descripción: Lee un determinado bit del MB.
-Parámetros: Número de bloque que tiene que acceder.
-Return: Devuelve el bit leído o 2 en caso de error.
*/
unsigned char leer_bit(unsigned int nbloque)
{
int posbyte, posbit, nbloqueMB, nbloqueabs;
unsigned char bufferMB[BLOCKSIZE];
unsigned char mascara = 128; // 10000000
struct superbloque SB;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return 2;
posbyte = nbloque / 8;
posbit = nbloque % 8;
nbloqueMB = posbyte / BLOCKSIZE;
nbloqueabs = nbloqueMB + SB.posPrimerBloqueMB;
if (bread(nbloqueabs, bufferMB) == -1)
return 2;
posbyte = posbyte % BLOCKSIZE;
mascara >>= posbit; // desplazamiento de bits a la derecha
mascara &= bufferMB[posbyte]; // operador AND para bits
mascara >>= (7 - posbit); // desplazamiento de bits a la derecha
fprintf(stderr, "[leer_bit()→ nbloque: %d, posbyte:%d, posbit:%d, nbloqueMB:%d, nbloqueabs:%d)]\n",
nbloque, posbyte, posbit, nbloqueMB, nbloqueabs);
return mascara;
}
/* -Función: reservar_bloque.
-Descripción: Encuentra el primer bloque libre y lo ocupa.
-Parámetros:
-Return: Devuelve la posición del bloque libre o -1 en caso de error.
*/
int reservar_bloque()
{
int posBloqueMB, posbyte, nbloque, posbit;
unsigned char bufferMB[BLOCKSIZE], bufferAux[BLOCKSIZE], mascara, bufferByte;
struct superbloque SB;
memset(bufferAux, 255, BLOCKSIZE);
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
if (!SB.cantBloquesLibres) // Comprueba si quedan bloques libres
return -1;
/* Encontrar bloque */
posBloqueMB = SB.posPrimerBloqueMB;
if (bread(posBloqueMB, bufferMB) == -1)
return -1;
while (posBloqueMB <= SB.posUltimoBloqueMB && memcmp(bufferMB, bufferAux, BLOCKSIZE) == 0)
{
posBloqueMB++;
if (bread(posBloqueMB, bufferMB) == -1)
return -1;
}
if (memcmp(bufferMB, bufferAux, BLOCKSIZE) == 0)
return -1;
/* Encontrar byte */
posbyte = 0;
bufferByte = 255;
while (posbyte < BLOCKSIZE && memcmp(&bufferMB[posbyte], &bufferByte, 1) == 0)
{
posbyte++;
}
if (posbyte == BLOCKSIZE)
return -1;
/* Encontrar bit */
mascara = 128; // 10000000
posbit = 0;
while (bufferMB[posbyte] & mascara)
{
posbit++;
bufferMB[posbyte] <<= 1; // desplaz. de bits a la izqda
}
/* Actualizar el mapa de bits */
nbloque = ((posBloqueMB - SB.posPrimerBloqueMB) * BLOCKSIZE + posbyte) * 8 + posbit;
if (escribir_bit(nbloque, 1) == -1)
return -1;
/* Actualizar el superbloque */
SB.cantBloquesLibres--;
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
/* Limpiar el bloque */
memset(bufferAux, 0, BLOCKSIZE);
if (bwrite(nbloque, bufferAux) == -1)
return -1;
return nbloque;
}
/* -Función: liberar_bloque
-Descripción: Libera un bloque determinado poniendo a 0 el bit del MB del bloque
que recibimos como parámetro.
-Parámetros: Número de bloque que tiene que acceder.
-Return: Devuelve el número de bloque liberado o -1 en caso de error.
*/
int liberar_bloque(unsigned int nbloque)
{
struct superbloque SB;
if (escribir_bit(nbloque, 0) == -1)
return -1;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
SB.cantBloquesLibres++;
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
return nbloque;
}
/* -Función: escribir_inodo
-Descripción: Escribe el contenido de una variable inodo en un determinado
inodo del array de inodos.
-Parámetros: número de inodo del array, inodo a escribir.
-Return: -1 en caso de error, 0 en caso contrario.
*/
int escribir_inodo(unsigned int ninodo, struct inodo inodo)
{
struct superbloque SB;
struct inodo inodos[BLOCKSIZE / INODOSIZE];
int nbloqueabs;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
nbloqueabs = (ninodo * INODOSIZE) / BLOCKSIZE + SB.posPrimerBloqueAI;
if (bread(nbloqueabs, inodos) == -1)
{
return -1;
}
inodos[ninodo % (BLOCKSIZE / INODOSIZE)] = inodo;
if (bwrite(nbloqueabs, inodos) == -1)
return -1;
return 0;
}
/* -Función: leer_inodo
-Descripción:Lee un determinado inodo del array de inodos para volcarlo en una variable
de tipo struct inodo pasada por referencia.
-Parámetros: El número de inodo y un inodo.
-Return: Devuelve un 0 si va bien, -1 en caso contrario.
*/
int leer_inodo(unsigned int ninodo, struct inodo *inodo)
{
struct superbloque SB;
struct inodo inodos[BLOCKSIZE / INODOSIZE];
int nbloqueabs;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
nbloqueabs = (ninodo * INODOSIZE) / BLOCKSIZE + SB.posPrimerBloqueAI;
if (bread(nbloqueabs, inodos) == -1)
return -1;
*inodo = inodos[ninodo % (BLOCKSIZE / INODOSIZE)];
return 0;
}
/* -Función: reservar_inodo
-Descripción: Reserva datos en la posición del primer inodo libre y actualiza la lista
enlazada de inodos libres.
-Parámetros: El tipo del inodo y sus permisos de r/w y ejecución.
-Return: Devuelve la posición del inodo reservado o -1 en caso de error.
*/
int reservar_inodo(unsigned char tipo, unsigned char permisos)
{
struct inodo inodoAux;
struct superbloque SB;
unsigned int posInodoReservado;
if (bread(posSB, &SB) == -1)
return -1;
if (SB.cantInodosLibres <= 0)
return -1;
posInodoReservado = SB.posPrimerInodoLibre;
if (leer_inodo(posInodoReservado, &inodoAux) == -1)
return -1;
SB.posPrimerInodoLibre = inodoAux.punterosDirectos[0];
inodoAux.tipo = tipo;
inodoAux.permisos = permisos;
inodoAux.nlinks = 1;
inodoAux.tamEnBytesLog = 0;
inodoAux.atime = time(NULL);
inodoAux.mtime = time(NULL);
inodoAux.ctime = time(NULL);
inodoAux.numBloquesOcupados = 0;
memset(inodoAux.punterosDirectos, 0, 12 * sizeof(unsigned int));
memset(inodoAux.punterosIndirectos, 0, 3 * sizeof(unsigned int));
if (escribir_inodo(posInodoReservado, inodoAux) == -1)
return -1;
SB.cantInodosLibres--;
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
return posInodoReservado;
}
/************************************************** NIVEL 4 **************************************************/
/* -Función: obtener_nrangoBL
-Descripción: Asocia un nivel a cada rango de bloques lógicos.
-Parámetros: Inodo al que pertenece el bloque lógico, número de bloque
lógico y puntero que se devolverá con la dirección a la que apunte el
puntero correspondiente del inodo.
-Return: rango (-1 en caos de error) y puntero con misma dirección que
el puntero del inodo correcto.
*/
int obtener_nrangoBL(struct inodo inodo, unsigned int nblogico, unsigned int *ptr)
{
if (nblogico < DIRECTOS)
{
*ptr = inodo.punterosDirectos[nblogico];
return 0;
}
else if (nblogico < INDIRECTOS0)
{
*ptr = inodo.punterosIndirectos[0];
return 1;
}
else if (nblogico < INDIRECTOS1)
{
*ptr = inodo.punterosIndirectos[1];
return 2;
}
else if (nblogico < INDIRECTOS2)
{
*ptr = inodo.punterosIndirectos[2];
return 3;
}
else
{
*ptr = 0;
fprintf(stderr, "Bloque lógico fuera de rango\n");
return -1;
}
}
/* -Función: obtener_indice
-Descripción: Obtiene el índice de los bloques de punteros.
-Parámetros: El número del bloque logico mas el nivel de los punteros a cuyo
indice queremos acceder.
-Return: Devuelve el índice en el bloque de punteros o en el array de
punteros dependiendo del nivel o -1 en caso de error.
*/
int obtener_indice(unsigned int nblogico, unsigned int nivel_punteros)
{
if (nblogico < DIRECTOS)
{
return nblogico;
}
else if (nblogico < INDIRECTOS0)
{
return nblogico - DIRECTOS;
}
else if (nblogico < INDIRECTOS1)
{
if (nivel_punteros == 2)
{
return (nblogico - INDIRECTOS0) / NPUNTEROS;
}
else if (nivel_punteros == 1)
{
return (nblogico - INDIRECTOS0) % NPUNTEROS;
}
}
else if (nblogico < INDIRECTOS2)
{
if (nivel_punteros == 3)
{
return (nblogico - INDIRECTOS1) / (NPUNTEROS * NPUNTEROS);
}
else if (nivel_punteros == 2)
{
return ((nblogico - INDIRECTOS1) % (NPUNTEROS * NPUNTEROS)) / NPUNTEROS;
}
else if (nivel_punteros == 1)
{
return ((nblogico - INDIRECTOS1) % (NPUNTEROS * NPUNTEROS)) % NPUNTEROS;
}
}
return -1;
}
/* -Función: traducir_bloque_inodo
-Descripción: obtener el bloque físico de un bloque lógico de un inodo.
-Parámetros: número de inodo elegido, bloque lógico a traducir y reservar o no.
-Return: número de bloque físico o -1 en caso de error.
*/
int traducir_bloque_inodo(unsigned int ninodo, unsigned int nblogico, char reservar)
{
struct inodo inodo;
int salvar_inodo, nRangoBL, nivel_punteros, indice;
int buffer[NPUNTEROS];
unsigned int ptr, ptr_ant;
if (leer_inodo(ninodo, &inodo) == -1)
{
return -1;
}
ptr = 0, ptr_ant = 0, salvar_inodo = 0;
nRangoBL = obtener_nrangoBL(inodo, nblogico, &ptr); //0:D, 1:I0, 2:I1, 3:I2
if (nRangoBL == -1)
return -1;
nivel_punteros = nRangoBL; //el nivel_punteros +alto es el que cuelga del inodo
while (nivel_punteros > 0) //iterar para cada nivel de indirectos
{
if (ptr == 0) //no cuelgan bloques de punteros
{
if (reservar == 0) //error lectura bloque inexistente
return -1;
salvar_inodo = 1; //reservar bloques punteros y crear enlaces desde inodo hasta datos
ptr = reservar_bloque(); //de punteros
if (ptr == -1) //error reservar_bloque
return -1;
inodo.numBloquesOcupados++;
inodo.ctime = time(NULL); //fecha actual
if (nivel_punteros == nRangoBL) //el bloque cuelga directamente del inodo
{
inodo.punterosIndirectos[nRangoBL - 1] = ptr;
}
else //el bloque cuelga de otro bloque de punteros
{
buffer[indice] = ptr; // IMPRIMIRLO
if (bwrite(ptr_ant, buffer) == -1)
return -1;
}
}
if (bread(ptr, buffer) == -1)
return -1;
indice = obtener_indice(nblogico, nivel_punteros);
ptr_ant = ptr; //guardamos el puntero
ptr = buffer[indice]; // y lo desplazamos al siguiente nivel
nivel_punteros--;
} //al salir de este bucle ya estamos al nivel de datos
if (ptr == 0) //no existe bloque de datos
{
if (reservar == 0) //error lectura ∄ bloque
return -1;
salvar_inodo = 1;
ptr = reservar_bloque(); //de datos
if (ptr == -1) //error reservar_bloque
return -1;
inodo.numBloquesOcupados++;
inodo.ctime = time(NULL);
if (nRangoBL == 0)
{
inodo.punterosDirectos[nblogico] = ptr;
}
else
{
buffer[indice] = ptr;
if (bwrite(ptr_ant, buffer) == -1)
return -1;
}
}
if (salvar_inodo == 1)
{
if (escribir_inodo(ninodo, inodo) == -1) //sólo si lo hemos actualizado
return -1;
}
return ptr; //nbfisico
}
/************************************************** NIVEL 5 **************************************************/
/*-Función: liberar_inodo
**-Descripción: libera el espacio ocupado por un inodo.
**-Parámetros: número de inodo a liberar.
**-Return: número de inodo liberado o -1 en caso de error.
*/
int liberar_inodo(unsigned int ninodo)
{
struct inodo inodo;
struct superbloque SB;
int numBloquesLiberados;
numBloquesLiberados = liberar_bloques_inodo(ninodo, 0);
if (numBloquesLiberados == -1)
return -1;
leer_inodo(ninodo, &inodo);
inodo.numBloquesOcupados -= numBloquesLiberados;
inodo.tipo = 'l';
if (bread(posSB, &SB) == -1)
{
return -1;
}
inodo.punterosDirectos[0] = SB.posPrimerInodoLibre;
SB.posPrimerInodoLibre = ninodo;
SB.cantInodosLibres++;
if (escribir_inodo(ninodo, inodo) == -1)
return -1;
if (bwrite(posSB, &SB) == -1)
return -1;
return ninodo;
}
/* -Función: liberar_bloques_inodo
-Descripción: libera los bloques lógicos del inodo a partir de nblogico hasta el último.
-Parámetros: número de inodo elegido, bloque lógico a partir del cual se empieza a liberar.
-Return: número de bloques liberados o -1 en caso de error.
*/
int liberar_bloques_inodo(unsigned int ninodo, unsigned int nblogico)
{
struct inodo inodo;
unsigned int nRangoBL, nivel_punteros, indice, ptr, ultimoBL;
unsigned char buffer_aux[BLOCKSIZE];
int bloques_punteros[3][NPUNTEROS]; //array de bloques de punteros
int ptr_nivel[3]; //punteros a bloques de punteros de cada nivel
int indices[3]; //indices de cada nivel
int liberados; //nº de bloques liberados
int salvar_inodo;
liberados = 0;
if (leer_inodo(ninodo, &inodo) == -1)
return -1;
if (inodo.tamEnBytesLog == 0) //fichero vacío
return liberados;
// obtenemos el último bloque lógico del inodo
if (inodo.tamEnBytesLog % BLOCKSIZE == 0)
{
ultimoBL = inodo.tamEnBytesLog / BLOCKSIZE - 1;
}
else
{
ultimoBL = inodo.tamEnBytesLog / BLOCKSIZE;
}
memset(buffer_aux, 0, BLOCKSIZE);
ptr = 0;
// fprintf(stderr, "primer BL: %u, último BL: %u\n", nblogico, ultimoBL);
for (int nblog = nblogico; nblog <= ultimoBL; nblog++)
{
nRangoBL = obtener_nrangoBL(inodo, nblog, &ptr);
if (nRangoBL == -1)
return -1;
/* MEJORA DEL ALGORITMO 1 de 2.
Si uno de los punteros del inodo apunta a 0 se salta al siguiente rango.*/
if (!ptr)
{
if (nRangoBL == 1)
{
nblog = INDIRECTOS0 - 1;
continue;
}
else if (nRangoBL == 2)
{
nblog = INDIRECTOS1 - 1;
continue;
}
else if (nRangoBL == 3)
{
break;
}
}
nivel_punteros = nRangoBL; //el nivel_punteros más alto cuelga del inodo
while (ptr > 0 && nivel_punteros > 0)
{
bread(ptr, bloques_punteros[nivel_punteros - 1]);
indice = obtener_indice(nblog, nivel_punteros);
ptr_nivel[nivel_punteros - 1] = ptr;
indices[nivel_punteros - 1] = indice;
ptr = bloques_punteros[nivel_punteros - 1][indice];
nivel_punteros--;
}
if (ptr > 0)
{
liberar_bloque(ptr);
// fprintf(stderr, "[liberar_bloques_inodo()→ liberado BF %d de datos correspondiente al BL %d ]\n", ptr, nblog);
liberados++;
if (nRangoBL == 0)
{
inodo.punterosDirectos[nblog] = 0;
salvar_inodo = 1;
}
else
{
while (nivel_punteros < nRangoBL)
{
indice = indices[nivel_punteros];
bloques_punteros[nivel_punteros][indice] = 0;
ptr = ptr_nivel[nivel_punteros];
if (!memcmp(bloques_punteros[nivel_punteros], buffer_aux, BLOCKSIZE))
{
//No cuelgan bloques ocupados, hay que liberar el bloque de punteros
liberar_bloque(ptr);
// fprintf(stderr, "[liberar_bloques_inodo()→ liberado BF %d de punteros de nivel %u correspondiente al BL %d ]\n",
// ptr, nivel_punteros + 1, nblog);
liberados++;
nivel_punteros++;
if (nivel_punteros == nRangoBL)
{
inodo.punterosIndirectos[nRangoBL - 1] = 0;
salvar_inodo = 1;
}
}
else
{ //escribimos en el dispositivo el bloque de punteros modificado
bwrite(ptr, bloques_punteros[nivel_punteros]);
nivel_punteros = nRangoBL; // para salir del bucle
}
}
}
}
else if (ptr == 0)
{
/* MEJORA DEL ALGORITMO 2 de 2.
Se comprueba a qué nivel pertenece el puntero y se saltan los
bloques lógicos que no hacen falta comprobar.*/
if (nivel_punteros == 2)
{
nblog += NPUNTEROS - 1;
}
else if (nivel_punteros == 3)
{
nblog += (NPUNTEROS * NPUNTEROS) - 1;
}
}
}
if (salvar_inodo)
{
if (escribir_inodo(ninodo, inodo) == -1)
return -1;
}
// fprintf(stderr, "[liberar_bloques_inodo()→ total bloques liberados: %d ]\n\n", liberados);
return liberados;
}