基础I/O

 基础IO:

　　c库文件IO操作接口：（详细查看c语言中的文件操作函数总结：https://www.cnblogs.com/cuckoo-/p/10560640.html）

　　　　fopen　　打开文件　　fclose 　　关闭文件　　fread　　读取文件　　fwrite　　写入文件　　

　　　　fseek　　移动跳转当前读取/写入位置　　

　　　　printf　　  格式化字符串输出到终端　　

　　　　printf("%s-%s-%s-%d\n", "bite", "good", 666);

　　　　sprintf　　格式化字符串，将格式化后的字符串写入一个buff中

　　　　sprintf(buff, "%s-%s-%s-%d\n", "bite", "good", 666);

　　　　fprintf　　 格式化字符串，将格式化后的字符串写入文件中

　　　　fprintf(stdout, "%s-%s-%s-%d\n", "bite", "good", 666);

　　　　//stdout 标准输出——显示——linux下一切皆文件

　　系统调用I/O函数：

　　　　int open(const char* pathname, int flags, mode_t mode)

　　　　　　pathname:要打开的文件名称

　　　　　　flags:标志选项

　　　　　　　　必选项：（这三个选项相互冲突，只能选择其中一个）

　　　　　　　　　　O_RDONLY　　只读

　　　　　　　　　　O_WRONLY　　只写

　　　　　　　　　　O_RDWR　　　读写

　　　　　　　　非必选项：

　　　　　　　　　　O_CREAT　　若文件存在打开，不存在则创建

　　　　　　　　　　O_EXCL　　与O_CREAT同时用时，若文件存在则报错

　　　　　　　　　　O_TRUNC　　若文件存在则将文件长度截断为0

　　　　　　　　　　O_APPEND　　追加

　　　　　　mode:若文件不存在需要创建的时候，用于指定创建的文件权限

　　　　　　返回值：

　　　　　　　　成功：非负整数（文件描述符，后续操作都通过描述符完成）

　　　　　　　　失败：-1

　　

　　　　write(int fd, const void* buf, size_t count)

　　　　　　从buf中想fd所代表的文件写入count个字节的数据

　　　　　　返回值：返回实际的写入长度，出错返回-1

　　　　read(int fd, void* buf, size_t  count)

　　　　　　从fd所代表的文件中读取count字节长度的数据放到buf中

　　　　　　返回实际读取的数据长度，出错返回-1

　　　　lseek(fd, 0, SEEK_SET)

　　　　　　跳转fd所代表的文件读写位置至起始位置的0偏移量处

　　库函数和系统调用接口之间的关系：上下级调用关系

　　　　库函数时对系统调用的一层封装　　

 

　　文件描述符：
　　　　定义：返回一个数字，通过数字来管理文件
　　　　进程通过struct file 结构体来描述打开的文件—使用了struct file* fd——array[]

　　　　文件描述符就是这个数组的下标，操作系统通过file结构体描述文件
　　　　并且将指针添加进入fd_array中，向用户返回这个文件描述信息在数组中的下标

　　　　分配规则：
　　　　　　最小未使用原则:默认从3开始，因为一个程序在运行时会默认打开3个文件

　　文件描述符和文件流指针的关系：

　　　　　　　　　标准输入　　标准输出　　标准错误输出　　

文件流指针　　　　stdin　　　　stdout　　　 sterr　

文件描述符　　　　0 　　　　　 1　　　　　  2　　　

　　　　文件指针用于库函数操作IO

　　　　文件描述符用于系统调用接口操作IO

　　　　文件流指针结构体中包含了一个成员就是我们的文件描述符

　　　　文件流指针中还定义了一个缓冲区，我们所说的换行刷新缓冲区，实际就是刷新的这个缓冲区，这

个缓冲区用于将短小数据组成大数据一次性写入文件，这样可以提高效率（换行刷新缓冲区，只针对标准输

出），而系统调用则没有这个缓冲区。

 　　进程对文件的管理方式：先描述，在组织管理

　　　　使用结构体来描述：

　　　　　　文件标识符（inode结点号）　　文件名称

重定向：
　　改变数据流向，将写入指定文件的数据，改变之后写入另一个文件
　　重定向值得是描述符的重定向，因为描述符并没有改变，改变的是描述符所对应的文件信息

　　1.标准输出重定向：

　　　　原本标准输入读取数据重新定向为从其他文件读取数据

　　　　将原来要输出到标准输出的内容，重定向后输出到指定的其他文件

　　　　<：标准输入重定向

　　　　>：标准输出重定向　　清空原有内容后添加新内容

　　　　>>：标准输出重定向　　向原有内容下方添加新内容

　　dup2(int oldfd, int newfd)
　　功能：让newfd指向oldfd所指向的文件；
　　如果newfd本身已经打开了文件，则关闭原先打开的文件
　　则nwefd和oldfd操作的都是oldfd所指向的文件

文件系统的理解：　

　　文件系统(linux下ext2为例)：
　　磁盘上的文件管理系统（每一个磁盘分区上都会有一个文件管理系统，除了交换分区）

　　分块管理：
　　数据块区域
　　inode结点区域
　　　　inode结点：包含文件大小；权限；时间；占用块数，链接；文件数据存储地址；
　　data_bitmap区域
　　　　记录inode结点哪些是空闲的或者已经使用的
　　超级块区域
　　　　文件信息的统筹，以上分块的所有信息

　　目录文件：
　　　　记录了目录下文件的信息（文件名+inode结点号）——目录项
　　文件存储的过程：
　　　　通过inode_bitmap在inode区域获取空闲的inode结点，通过data_bitamap获取空闲数据块，在inode结点中记录文件
　　　　信息以及数据快位置，并且将文件数据写入到数据块中。将自己的目录项信息添加到所在文件中

　　文件读取过程：
　　　　在目录项中通过文件名获取文件inode结点号（文件唯一）通过inode结点号在inode区域找inode区域找到inode结点，
　　　　通过inode结点中的数据块地址信息，在指定数据块读取数据。

　　查看inode结点大小：
　　　　sudo dumpe2fs -h /dev/sda1 | grep "Inode size"

　　软链接/硬链接（操作一个软/硬链接可以改变原文件）
　　　　ln -s 原文件 创建的软链文件
　　　　是一个独立的文件（像快捷方式）

　　　　ln -h 原文件 创建的硬链文件
　　　　一个文件的名字（目录项），与源文件公用一个inode结点

　　　　ls -i （查看文件inode结点号）
　　　　创建的硬链接文件的结点号与原文件相同
　　　　软链中存储的是文件的路径——针对目录项

　　　　软/硬链接的区别：
　　　　　　删除源文件，软链接文件将失效；硬链接无影响，链接数-1（一个文件的链接数为0 时才是真正的删除了）
　　　　　　软链接可以跨分区建立，硬链接不可以
　　　　　　软链接可以对目录创建，硬链接不可以
　　　　　　（软链接的操作可以跨分区，硬链接不可以）
　　动态库/静态库

　　　　动态库命名：lib前缀 .so是后缀 中间是库名称
　　　　-fPIC //产生位置无关代码（课后调研，查找了解）
　　　　1.gcc -fPIC -c child.c -o child.o
　　　　2.gcc --share child.o -o libmychild.so(生成动态库/共享库)

　　静态库命名：lib前缀 .a是后缀 中间是库名称
　　　　gcc -c child.c -o child.o
　　　　ar -cr libmychild.a child.o
　　　　-c 创建静态库
　　　　-r 模块替换

　　链接库：
　　　　gcc main.c -o main -lmychild
　　　　-l 指定要链接的库名称（只取库名称）
　　　　库文件有默认的搜索路径：lib/lib64/usr/lib64...

　　　　链接时报错，没有找到库，原因：有默认搜索路径
　　　　1.将库文件放入指定路径下 //根目录下lib64
　　　　2.设置/声明环境变量：
　　　　　　库文件的链接搜索路径：LIBRARY_PATH = .
　　　　　　库文件的运行加载路径：LD_LIBRARY_PATH = .export
　　　　3.在gcc生成可执行程序时，直接指定库的搜索路径
　　　　　　gcc main.c -o main -L . -lmychild

　　　　　　gcc -L //指定库的链接搜索路径

　　　　　　gcc -I //指定头文件的搜索路径

　　　　想使用第三方静态库，不能用 gcc 的 -static 选项，因为 -static 选项是生成静态链接可以执行
　　　　程序，所有的库都是使用静态库（但我们只希望这个第三方库使用静态库，而不是所有），因此我们的做法
　　　　是将第三方静态库拷贝到指定路径下，使用-L选项指定库的链接搜索路径那么这时候链接的就是静态库。