学习总结
第七章 文件操作
文件操作级别
（1）硬件级别
fdisk：将硬盘、U盘或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
（2）操作系统内核中的文件系统函数
前缀为k表示内核函数
（3）系统调用
open()、read()、lseek()、close()
open()、read()、lseek()和 close()函数都是C语言库函数。每个库函数都会发出一个系统调用，使进程进入内核模式来执行相应的内核函数，例如open可进入kopen()，read可进入kread()函数，等等。当进程结束执行内核函数时，会返回到用户模式，并得到所需的结果。在用户模式和内核模式之间切换需要大量的操作（和时间)。因此，内核和用户空间之间的数据传输成本昂贵。对于读/写文件，最好的方法是匹配内核的功能。内核会按数据块大小(从1KB到8KB)来读取/写入文件。(在Linux 中，硬盘的默认数据块大小是4KB，软盘的是1KB)
（4）I/O库函数
用户通常需要读/写单独的字符、行或数据结构记录等。如果只有系统调用，用户模式程序则必须自己从缓冲区执行这些操作。C语言库提供了一系列标准的I/O函数，同时也提高了运行效率。I/O库函数包括:
FILE:fopen()、fread()；fwrite()、fseek()、fclose()、fflush()
char:getc()、getchar()、ugetc()、putc()、putchar()
line:gets()、fgets()、puts()、fputs()
formatted:scanf()、fscanf()、sscanf()、printf()、fprintf()、sprintf()
（5）用户命令
用户可以使用Unix/Linux命令来执行文件操作，而不是编写程序。
mkdir,rmdir,cd,pwd,ls,link,unlink,rm,cat,cp,mv,chmod,etc.
（6）sh脚本
sh语言包含所有的有效Unix/Linux命令，它还支持变量和控制语句，如if、do、for、while、case等。除此之外，Perl和Tcl等其他许多脚本语言也使用广泛。在面对复杂的GUI操作时可以采用sh脚本来帮助解决这个问题。
文件I/0操作
低级别文件操作
分区：
一个块存储设备，如硬盘、U盘、SD卡等，可以分为几个逻辑单元，成为分区。
分区表唯一第一个扇区的字节偏移446（0x1BE）处，成为设备的主引导记录（MBR）
格式化分区：
fdisk只是将一个存储设备划分为多个分区。每个分区都有特定的文件系统类型，但是分区还不能使用。为了存储文件，必须先为特定的文件系统准备好分区。该操作习惯上称为格式化磁盘或磁盘分区。在Linux中，它被称为mkfs，表示Make文件系统。Linux支持多种不同类型的文件系统。下面使用1440个块把vdisk格式化为ext2文件系统：
格式化后的磁盘应是只包含根目录的空文件系统。但是，Linux的mkfs始终会在根目录下创建一个默认的lost+found目录。完成mkfs之后，设备就可以使用了。在Linux中，还不能访问新的文件系统。它必须挂载到根文件系统中的现有目录中。/mnt目录通常用于挂载其他文件系统。由于虚拟文件系统不是真正的设备，它们必须作为循环设备挂载。下面把vdisk挂载到/mnt目录里边。
挂载分区
EXT2文件系统
Linux一直使用EXT2作为默认文件系统，EXT3是EXT2的扩展，增加的主要是一个日志文件，EXT4是EXT3的扩展，增加了磁盘块的分配（连续的）。
Block#0：引导块，文件系统不使用它，用于容纳从磁盘引导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将磁盘分成几个组（每组8192块），每组用一个块组描述符结构体描述。
Block#8：块位图，用来表示某种项的位序列。
Block#9：索引节点位图，用来代表一个文件的数据结构。
Block#10：索引节点，每个文件都用一个128字节（EXT4的是256字节）的独特索引节点结构体表示。
直接块：指向直接磁盘块；
间接块：每个块编号指向一个磁盘块；
双重间接块：每个块指向256个磁盘块；
三重间接块：对于小型的“EXT2”文件系统，可以忽略这个块。
数据块：紧跟在索引节点块后面的是文件存储块。
第八章 使用系统调用进行文件操作
1.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。
2.系统调用手册页
在Ubuntu Linux中，手册页保存在/usr/share/man目录中，man2子目录中列出了所有的系统调用手册页。
man 2 NAME ：显示系统调用名称的手册页
3.使用系统调用进行文件操作
系统调用必须由程序发出，用法就像函数调用。每个系统调用都是一个库函数，它汇集系统调用参数，并最终向操作系统内核发出一个系统调用。
4.常用的系统调用
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符编号中
dup2：将oldfd复制到newfd中，如果newfd已打开，先将其关闭
link：将新文件硬链接到旧文件
unlink：取消某个文件的链接，如果文件链接数为0，则删除文件
symlink：创建一个符号链接
readlink：读取符号链接文件内容
umask：设置文件创建掩码，文件权限为（mask&~umask）
5.链接文件
6.stat系统调用
stat文件状态
stat按文件名统计指向文件，并在缓冲区中填写stat信息
stat结构体
stat与文件索引节点
每个索引节点在存储设备上都有唯一的索引节点编号（ino）
文件类型和权限
st_mode是16位，前4位是文件类型，接下来的3位表示文件的特殊用法，其余9位是文件保护权限位。
opendir-readdir函数
readlink函数
ls程序
