20211320LDK《Unix_Linux系统编程第七、八章》学习笔记（新）

本文主要是介绍20211320LDK《Unix_Linux系统编程第七、八章》学习笔记（新），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

第七章文件操作

学习目标

学习了解操作系统中的各个操作级别，文件I/O操作，低级文件操作，EXT2/3文件系统。

文件操作级别

文件操作级别 文件操作分为五个级别，按照从低到高的顺序排列如下

硬件级别：这个级别的文件操作包括：
- +fdisk：将硬盘、u盘h或SDC盘分区
- +mkfs：格式化磁盘分区，为系统做好准备
- +fsck：检查和维修系统
- +碎片整理：压缩文件系统中的文件

其中大多数是针对系统的实用程序。普通用户可能永远都不需要它们，但是它们是创建和维护系统不可缺少的工具。

操作系统内核中的文件系统函数

操作系统内核为基本文件操作提供支持。

书上举出的类Unix系统内核的文件操作函数。

kumount(),kumount()                  (mount/umount file systems)
kmkdir(),krmdir()                    (make/remove directory)
kchair(),kgetCwd()                   (change directory,get CWD pathname)
klink(),kunlink()                    (hard link/unlink files)
kchmod(),kchown(),kutime()           (change r|w|x permissions,owner,time)
kcreat(),kopen()                     (create/open file for R,W,RW,APPEND)
kread(),kwrite()                     (read/write opened files)
klseek(),kclose()                    (Lseek/close file descriptors)
keymlink(),kreadlink ()              (create/read symbolic 1ink files)
kstat(),kfstat(),klatat()            (get file status/information)
kopendir(),kreaddir()                (open/read directories)

系统调用

用户模式用来访问内核函数的工具,在C语言中是一系列文件操作相关的库函数,如

open()	=>	kopen()	
read()	=>	kread()
lseek()...
close()...

这些函数在第十章中有较为详实的使用解析。

内核函数传输数据是按数据块的格式进行的。

这些库函数会发出一个系统调用,使进程进入内核模式来执行相关的内核函数,以达到文件操作的目的。进程结束执行内核函数后就会回到用户模式。在内核模式下,每次读取的内容一般为 n KB的数据块,根据系统不同, n 的值会在1~8间变化 ,比如,在Linux中,硬盘默认的数据块大小为4KB,软盘为1KB。

I/O库函数

I/O库函数可以提供数据缓冲区,方便对数据按字符、行或者数据结构的形式进行读写,C语言中有许多常用的I/O库函数,比如 scanf() 等

文件模式:	fopen() , fread() ; fwrite() ,fseek() ,fclose() ,fflush()
字符模式:	getc() ,getchar() , ugetc() ,putc() ,putchar()
行模式:	gets() ,fgets() ,puts() ,fputs()
数据结构模式:	scanf() ,fscanf() ,sscanf() ,printf() ,fprintf() ,sprintf()

除了读/写内存位置的函数 sscanf()和sprintf()以外,其他的所有I/O库函数都是建立在系统调用之上的.

用户命令

在Linux系统中,会经常用到一些用户命令,如 mkdir ,ls ,mv ,cp等,除此自外还有如下用户命令

rmdir ,cd ,pwd ,link ,unlink ,rm ,cat ,chmod...

sh脚本

使用sh编程语言编写的一种脚本程序,虽然比系统调用方便,但是要手动输入命令写脚本,还要指定设备来进行输入

低级别文件操作

1.分区

像给一块大容量硬盘分区,可以通过分区操作来将一个大存储空间分为不同的逻辑单元,各个分区可以格式化成为特定的文件文件系统,可以有效的隔离不同数据。

在Linux系统下,可以通过如下操作创建一个虚拟磁盘映象文件:

dd if=/dev/zero of=disk20191314 bs=1024 count=1440

在这里插入图片描述
使用 fdisk 命令可以创建和维护分区表,fdisk命令的一般格式如下:

fdisk [参数1(必要)][参数2(可选)]

参数含义：

1.必要参数-l 列出素所有分区表-u 与 -l 搭配使用，显示分区数目
2.选择参数-s<分区编号> 指定分区-v 版本信息

使用如下面命令可以显示所有分区的信息:

sudo fdisk -l

在这里插入图片描述

2.格式化分区

fdisk 将一个存储设备划分为多个分区,但是刚刚划分出来的分区还需要经过格式化才可以存储文件,可以使用mkfs命令在特定的分区上建立 linux 文件系统,mkfs的一般格式如下:

mkfs [-V] [-t fstype] [fs-options] filesys [blocks]

各个参数的含义:

device ： 预备检查的硬盘分区，例如：/dev/sda1
-V : 详细显示模式
-t : 给定档案系统的型式，Linux 的预设值为 ext2
-c : 在制做档案系统前，检查该partition 是否有坏轨
-l bad_blocks_file : 将有坏轨的block资料加到 bad_blocks_file 里面
block : 给定 block 的大小,默认为1kb

第八章使用系统调用进行文件操作

在操作系统中，进程有两种模式

内核 （Kmode）
用户 （Umode）

系统调用(简称syscall)是一种允许进程进入Kmode以执行Umode不允许操作的机制

复刻子进程、修改执行映像.甚至是终止等操作都必须在内核中执行。

系统调用(简称syscall)是一种允许进程进入Kmode以执行Umode不允许操作的机制。

系统调用手册

在这里插入图片描述

总结open/close/read/write函数的用法：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int open(char *filename, int falgs, mode_t mode); 
/*	成功则返回新文件描述符，出错返回-1；char *filename：函数将filename转换为一个文件描述符，并返回描述符数字；返回的描述符总是在进程中当前没有打开的最小描述符；int flags：指明进程打算如何访问这个文件；mode_t mode：指定了新文件的访问权限位。
*/int close(int fd);
/*	成功则返回0，出错则为-1。 */ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
/*	成功则返回读的字节数，若EOF则为0，若出错则为-1。  */ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);
/*	成功则返回写的字节数，若出错则为-1。  */

使用系统调用进行文件操作

access：检査对某个文件的权限
int access(char •pathname, int mode);
chdir：更改目录
int chdir(const char *path);
chmod：更改某个文件的权限
int chmod(char *path, mode_t mode);
chown：更改文件所有人
int chown(char *name, int uid, int gid);
chroot：将(逻辑)根目录更改为路径名
int chroot (char *patiiname);
getcwd：获取CWD的绝对路径名
char *getcwd(char *buf, int size);
mkdir：创建目录
int mkdir(char *pathname, mode_t mode);
rmdir：移除目录(必须为空)
int rmdir (char *pathname);
link：将新文件名硬链接到旧文件名
int link(char *oldpath, char *newpath);
unlink：减少文件的链接数；如果链接数达到0,则删除文件
int uniink(char *pathname);
symlink：为文件创建一个符号链接
int symliak(char *oldpath, char *newpath);
rename:更改文件名称
int rename(char *oldpath, char *newpath)/
utime:更改文件的访问和修改时间
int utime(char *pathname, struct utimebuf *time)
以下系统调用需要超级用户权限。
mount：将文件系统添加到挂载点目录上
int mount(char *specialfile, char *mountDir)/
umount：分离挂载的文件系统
int umount(char *dir);
mknod：创建特殊文件
int mknod(char *path, int mode, int device);