第7章 文件操作——教材知识点归纳
7.1文件操作级别
（1）硬件级别：
fdisk：讲盘进行分区
mfks：格式化磁盘分区
fsck：检查和维修系统
2）操作系统内核中的文件系统函数：其中前缀k表示内核函数
3）系统调用：用户模式程序使用系统调用来访问内核函数
4）I/O库函数：使用库函数进行文件操作
5）用户命令：使用unix/linux命令来执行文件操作
6）sh脚本：比系统调用方便，但需要手动输入命令，比较繁琐
7.2文件I/O操作
7.3低级别文件操作
1）分区：一个块存储设备分为几个逻辑单元，称为分区
在Linux下创建一个名为mydisk的虚拟磁盘映像文件，并在磁盘映像文件上运行fdisk
2）格式化分区：为特定的文件系统准备好分区
3）挂载分区：创建一个虚拟磁盘映像，在vdisk上运行fdisk来创建一个分区p1
7.3低级别文件操作
磁盘可以被划分成多个逻辑单元，称为分区。操作系统引导程序可以从不同的分区引导不同的操作系统。有主引导记录(MBR)。MBR可以将硬盘分为多个区，扩展分区在扩展分区区域内形成一个链表，对应多个分区。
fdisk将一个存储设备进行分区。而仅仅使用fdisk完成的分区并不能使用，还需要格式化分区。格式化分区的作用是为特定的文件系统准备分区，来存储文件。使用的是mkfs命令。
7.4-7.5 ext2文件系统
Linux使用的默认文件系统就是ext2。ext2文件系统总共有1440个块，每个块大小1KB。其中B0是引导块，文件系统不使用，它用于容纳引导操作系统时使用的引导程序。
B1是超级块，用于容纳关于整个文件系统的信息。
Block#0：引导块—容纳从磁盘应道操作系统的引导程序。
Block#1：超级块—用于容纳关于整个文件系统的信息。
Block#2：块组描述符块—EXT2将磁盘块分成几个组，每组由8192个块，每组用一个块组描述符结构体描述。
Block#8：块位图—表示磁盘块或者索引节点的位序列，用于分配和回收项。
Block#10：索引（开始）节点块
第七章实践
fdisk实践
创建分区
打印分区表，显示所有文件系统类型的十六进制唯一值
第8章 使用系统调用进行文件操作——教材知识点归纳
8.1-8.2系统调用和I/O库函数
操作系统中，进程以两种不同的方式运行：内核模式（Kmode）和用户模式（Umode）。Umode权限有限，特殊权限的操作需要在Kmode下进行。系统调用（System Call）机制允许进程进入Kmode，执行更高权限的操作。
Linux系统调用手册页保存在/usr/man/目录中，Ubuntu保存在/usr/share/man目录。
8.3使用系统调用进行文件操作
系统调用由程序发出，每个系统调用是一个库函数，汇集系统调用参数，最终向内核发出系统调用。
stat 获取文件状态信息
open 打开一个文件进行读、写、追加
close 关闭打开的文件描述符
read 读取打开的文件描述符
write 写入打开的文件描述符
lseek 重新定位文件描述符的读/写偏移量
dup 将文件描述符复制到可用的最小描述编号中
dip2 将oldfd复制到newfd中，如果newfd一打开，先将其关闭
link 将新文件硬链接到旧文件
unlink 减少文件的链接数；如果链接数达到零，则删除文件
symlink 为文件创建一个符号链接
readlink 读取符号链接文件的内容
umask 设置文件创建掩码；文件权限为 (mask&~umasl)
8.4常用的系统调用
常用文件操作：
int stat(char *filename, struct stat *buf);获取文件状态信息
int open(char *file, int flags,int mode);打开一个文件进行读、写
int close(int fd);关闭打开的文件描述符
int read(int fd, char buf[], int count);读取
int write(int fd, char buf[], int count);写入
8.5链接文件
硬链接文件命令：
In oldpath newpath
软连接文件命令：
in -s oldpath newpath
8.6 stat结构体
所有的stat系统调用都以stat结构体形式返回信息
struct stat {
mode_t st_mode; //文件相应的模式。文件，文件夹等
ino_t st_ino; //inode节点号
dev_t st_dev; //设备号码
dev_t st_rdev; //特殊设备号码
nlink_t st_nlink; //文件的连接数
uid_t st_uid; //文件全部者
gid_t st_gid; //文件全部者相应的组
off_t st_size; //普通文件。相应的文件字节数
time_t st_atime; //文件最后被訪问的时间
time_t st_mtime; //文件内容最后被改动的时间
time_t st_ctime; //文件状态改变时间
blksize_t st_blksize; //文件内容相应的块大小
blkcnt_t st_blocks; //伟建内容相应的块数量
};
8.7open-close-lseek系统调用
文件在C程序中都是以描述符的形式管理。通过文件管理，可以对文件进行读取、写入。
int lseek(int fd, int offset, int whence);将文件描述符的直接偏移量重新定义。
8.8~8.10 read()系统调用、write系统调用
read()将n个字节从打开的文件描述符读入用户控件中的buf[]。如果失败则返回-1。
write()将n个字节从buf写入，以打开文件描述符方式中的写、读写或追加的形式完成，返回值为实际写入的字节数，通常等于n。
通过使用read()、write()系统调用，可以实现文件的复制。
第八章实践内容
参照例题8.1，完成了用mkdir（）系统调用来创建新目录
代码如下：
运行截图：
遇到的问题并解答
问题1：为什么会出现系统调用的效率比库函数要低很多？
解答：系统调用会影响系统的性能。执行系统调用时，Linux必须从用户代码切换到内核代码运行，然后再返回用户代码。减小这种开销的好方法是，在程序中尽量减少系统调用的次数，并且让每次系统调用完成尽可能多的工作。例如每次读写大量的数据而不是每次仅读写一个字符。