学习笔记：文件操作
知识点归纳
文件操作级别
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
操作系统内核中的文件系统函数
系统调用
I/O库函数
用户命令
sh脚本
文件I/O操作
低级别文件操作
分区
低级别文件操作分区涉及到与磁盘和文件系统直接交互的操作。以下是一些与低级别文件操作分区相关的知识点：
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硬盘分区：了解硬盘分区的概念和原理，包括主分区、扩展分区和逻辑分区等。
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磁盘格式化：了解磁盘格式化的过程和作用，包括创建文件系统、写入文件系统元数据等。
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文件系统：了解不同类型的文件系统，如FAT32、NTFS、EXT4等，以及它们的特点和用途。
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磁盘操作命令：掌握一些用于低级别磁盘操作的命令，如
fdisk、mkfs、mount等，可以用于分区、格式化和挂载磁盘。 -
磁盘分区表：了解磁盘分区表的结构和内容，如MBR（主引导记录）和GPT（GUID分区表）。
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磁盘镜像：了解磁盘镜像的概念和用途，包括创建和还原磁盘镜像的方法。
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数据恢复：了解一些基本的数据恢复原理和方法，包括使用工具和技术来恢复误删除或损坏的文件。
这些是低级别文件操作分区的一些基本知识点，它们涉及到与磁盘和文件系统直接交互的操作。
使用系统调用进行文件操作
系统调用
系统调用手册页
man 2 stat
man 2 open
man 2 read
使用系统调用进行文件操作
以下是示例代码：
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
int main()
{
char buf[256],*s;
int r;
r = mkdir("newdir",0766); //mkdir syscall
if(r<0)
printf("error=%d : %s\n",errno,strerror(errno));
r = chdir("newdir"); //cd into newdir
s = getcwd(buf,256); //get CWD string int buf[]
printf("CWD = %s\n",s);
}
常用的系统调用
-
文件操作：常见的文件操作系统调用包括
open、close、read、write、lseek、stat、mkdir、rmdir、rename等。 -
进程管理：常见的进程管理系统调用包括
fork、exec、wait、exit、kill、getpid、getppid、getuid、getgid、setuid、setgid等。
链接文件
硬链接文件
ln oldpath newpath
对应系统调用：link(char *oldpath,char *newpath)
减少文件链接数：unlink(char *pathname)
符号链接文件：
ln -s oldpath newpath
创建符号链接或软链接：
symlink(char *oldpath,char *newpath)
stat系统调用
stat文件状态
stat结构体
stat与文件索引节点
文件类型和权限
st_mode：第一个字母表示文件类型，后面9个字符基于权限位，如果位是1，每个字符打印为r|w|x；如果位是0，则打印-。x位表示是否允许访问目录。
opendir-readdir函数
头文件：#include<dirent.h>
readlink函数
int readlink(char *pathname,char buf[],int bufsize);
将符号链接文件的内容复制到bufsize的buf[]中，并将实际复制的字节数返回。
实践##
练习7.2：编写一个c程序myfdisk，将一个虚拟磁盘分成4个主分区。运行程序后，在虚拟磁盘上运行Linux fdisk 来验证结果。
相关的代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#define DISK_SIZE 1024 // 虚拟磁盘的大小，单位为字节
#define PARTITION_SIZE DISK_SIZE / 4 // 每个分区的大小
int main() {
int fd;
char diskfile[] = "disk.img"; // 虚拟磁盘文件名
// 创建虚拟磁盘文件
fd = open(diskfile, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd == -1) {
perror("Failed to create disk file");
exit(1);
}
// 扩展虚拟磁盘文件到指定大小
if (lseek(fd, DISK_SIZE - 1, SEEK_SET) == -1) {
perror("Failed to expand disk file");
close(fd);
exit(1);
}
if (write(fd, "", 1) == -1) {
perror("Failed to expand disk file");
close(fd);
exit(1);
}
// 分区
char command[256];
for (int i = 1; i <= 4; i++) {
snprintf(command, sizeof(command), "echo 'n\np\n%d\n\n+%d\nw' | fdisk %s", i, PARTITION_SIZE, diskfile);
system(command);
}
// 关闭虚拟磁盘文件
close(fd);
printf("Disk partitioning completed.\n");
return 0;
}
运行结果：
苏格拉底挑战
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知识点1：文件I/O操作
我在学习文件I/O操作知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题。
- 针对我I/O操作知识点，我理解了吗？
- 我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结。
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知识点2：使用系统调用进行文件操作
我在学习使用系统调用进行文件操作知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题。
-
针对我系统调用进行文件操作知识点，我理解了吗？
-
我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结。
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问题与解决思路
在学习过程中，我遇到了以下问题，并使用chatgpt等AI工具解决：
- 问题1：格式化分区具体有什么作用
