Linux 文件读写操作与磁盘挂载

文件读写

【文件描述符】

Linux下，通常通过open打开一个文件，它然后返回给我们一个整数，通过这个整数便可以操作文件，这个整数我们称文件描述符（fd）。对应被打开的文件，它也是一种系统资源，那么fd打的能打开多少个文件呢？可以通过这两个命令查看

ulimit –n 　　　　 //查看系统打开文件的数据

ulimit –n 数值 　//将打开文件修改为数值大小。

系统到底能打开多少文件由什么决定？

是一个叫file-max的配置文件决定的。可以通过 cat / proc/sys/fs/file_amx 查看文件打开数目的最大值（1G大小相当于可打开10万个文件）

【open函数】

文件打开函数open有两种

头文件 #include <fcntl.h>
①int open(const char* pathname , //打开文件名
    int flag) O_RDONLY   //只读
              O_WRONLY   //只写
              O_RDWR     //读写
              O_CREAT    //打开的同时创建（如果文件存在就不创建）
              O_TRUNC    //打开时清除文件内容
　　　　　　　　 O_EXCL     //若O_CRETE和O_EXCL被设置且文件存在，open调用失败
　　　　　　　　 O_NDELAY   //延迟读写标记
②int open(const char* pathname, //文件路径
               int flags,       // 与前面相同
            mode_t mode);       //文件存取权限标志 如 666；

注意：参数flag必须在O_RDONLY，O_WRONLY,O_RDWR中有且只能选取一个，然后用"|"符合于其他标准组合（相当于或起来）。函数调用成功时返回打开的文件描述符，失败返回-1.

文件描述符分配规则：从小到大找到第一个没有被分配使用的文件描述符。
查看该进程文件描述符： /proc/pid/fd   （pid 当前进程标识符）

【系统IO：read write】

//ssize_t int  =  size_t unsigned int
size_t write(int fd ,
        const void* buf,   //想写入的数据位置
        size_t len)         //要写入数据大小

返回实际写入的字节数，在合适的时机将数据从内核区写入磁盘

ssize_t read(int fd,    //open打开的文件描述符
        void* buf,      //用户准备的缓存区
        size_t count)   //缓存区大小

返回读取的字节数，（如果返回值为0，表示读取结束），顺序读写文件

read/write函数调用不仅可以用于普通文件，还适用于管道、流设备和设备文件。多个程序同时读写一份文件，会产生竞争问题，若希望按预定次序进行读写，则应使用文件锁。

2. 定位文件的当前读写位置：off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)

off_t lseek(int fd,
        off_t offset, 　　 //偏移量
        int whence)   　  //基准位置   有如下3个基准：
                        　 SEEK_SET
                        　 SEEK_CUR
                      　　 SEEK_END
函数返回值：新定位的读写位置，失败返回-1.

作用：可以通过它来求得文件大小

先写入一个文件：

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 #include<sys/types.h>
 4 #include<unistd.h>
 5 #include <sys/stat.h>
 6 #include <fcntl.h>  
 7 
 8 
 9 void main()  
10 {  
11     int file_size = 1024*1024;  
12     int fd=open("test.txt", O_RDWR);  
13     if(fd < 0)  
14     {   
15         perror("open test.txt");  
16         exit(-1);  
17     }   
18     lseek(fd, file_size-1, SEEK_END);  
19     write(fd,"0", 1); 
20     close(fd);
21 
22 }

lseek创建一文件

结果：得到了1M字节的.txt文件

tp@tp:~/Linux/day3$ vim test.txt 
tp@tp:~/Linux/day3$ ls -lh
total 24K
-rw-rw-r-- 1 tp tp  479 Apr 13 22:38 1.cpp
-rw-rw-r-- 1 tp tp  100 Apr 13 22:38 abc.txt
-rwxrwxr-x 1 tp tp 8.7K Apr 13 23:22 a.out
-rw-rw-r-- 1 tp tp  414 Apr 13 23:25 lseek.c
-rw-rw-r-- 1 tp tp    0 Apr 13 23:26 test.txt
tp@tp:~/Linux/day3$ gcc lseek.c 
tp@tp:~/Linux/day3$ ./a.out
tp@tp:~/Linux/day3$ ls -lh
total 28K
-rw-rw-r-- 1 tp tp  479 Apr 13 22:38 1.cpp
-rw-rw-r-- 1 tp tp  100 Apr 13 22:38 abc.txt
-rwxrwxr-x 1 tp tp 8.7K Apr 13 23:26 a.out
-rw-rw-r-- 1 tp tp  414 Apr 13 23:25 lseek.c
-rw-rw-r-- 1 tp tp 1.0M Apr 13 23:26 test.txt

利用lseek求文件大小

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 #include<sys/types.h>
 4 #include<unistd.h>
 5 #include <sys/stat.h>
 6 #include <fcntl.h>  
 7 
 8 
 9 void main()  
10 {  
11     int fd=open("test.txt", O_RDWR);  
12     if(fd < 0)  
13     {   
14         perror("open test.txt");  
15         exit(-1);  
16     }   
17     printf("file size:%ld\n",lseek(fd, 0, SEEK_END));
18     close(fd);
19 
20 }

利用lseek获取文件大小

结果：

tp@tp:~/Linux/day3$ gcc lseek.c 
tp@tp:~/Linux/day3$ ./a.out
file size:1048576
tp@tp:~/Linux/day3$ du -h test.txt 
4.0K    test.txt

注意：①ls –l 查看文件字符数　　②du –h 查看实际占用的物理磁盘块数

来看看test.txt里面的内容：

用od 命令来查看文件中不能直接显示在终端的字符：

tp@tp:~/Linux/day3$ od -s test.txt 
0000000      0      0      0      0      0      0      0      0
*
3777760      0      0      0      0      0      0      0  12288
4000000

注意到有一个“*”存在，这其实就是空洞文件，它指没有被实际写入文件的所有字节。这些字节由重复的 0 表示。（据百度百科还是由于offset > 实际文件大小所致）

同时，因为ls展现的是文件的逻辑大小，即在文件系统表现出来的大小，而du展现的是文件物理大小，也就是文件在磁盘上实际所占的block数；所以说，空洞文件在文件系统表现的还是和普通文件一样的，但是实际上文件系统并没有给他分配所表现出来的那么多空间，只是存放了有用的信息。

【dup命令】

原型 　　#include <unistd.h>
　　 　　int dup(int oldfd);
 　　　　int dup2(int oldfd, int newfd);

说明：

　　dup用来复制oldfd所指的文件描述符。但返回的是最小且当前尚未被使用的文件描述符，若有错误则返回－1，错误代码存入errno中。返回的新文件描述符就会和oldfd指向同一个文件，共享所有的锁定，读写指针，和各项权限或标志位。
dup2可以用参数newfd指定新文件描述符的数值。若newfd已经被程序使用，系统就会将其关闭以释放该文件描述符；若newfd与oldfd相等，dup2将返回newfd，而不关闭它。dup2调用成功返回新的文件描述符，出错则返回－1。

文件描述符在PCB里面一张文件描述符表存着，且0，1，2 代表标准输入，标准输出，标准出错。

应用：结合前面的文件操作函数，可以实现“输出重定向”

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
    int fd; 
    if((fd = open("test1.txt", O_RDWR|O_CREAT))== -1) 
    {   
        perror("open error");
        exit(1);
    }   
    close(1);  //关闭标准输出
    dup(fd);   //复制fd文件描述符返回到当前最小可用文件描述1（标准输出）
               //此时 1和fd指向同一个文件表（如上图）
//  dup2(fd, 1);  //和dup类似，不过它可以直接为oldfd指定成为newfd文件描述符数值
    close(fd);   //关闭oldfd 
    printf("gggggg\n");
    return 0;
}
结果：

磁盘

磁盘分类：

　　　①IDE接口类型　如hda，hdb,hdc. 等。 hda一般指第一块硬盘，IDE类型安装更方便

　　　②SCSI (SARA)接口类型 linux下通常是此种类型的接口硬盘，如sda。 linux下，u盘、硬盘通常被识别为此种类型。

区别：

           U盘和SARA硬盘的在Linux上面的文件名一般是 /dev/sd[a-p]。与IDE接口不同的是，SCSI/USB接口的磁盘没有固定的顺序，一般根据Linux内核检测到磁盘的顺序检测。

相关命令：

　　　lsblk [选项] [设备]　 // 查看分区使用情况

　　　df [选项] [查看文件名]　　//查看磁盘使用情况

自己挂载一块硬盘

步骤：

1. 进入虚拟机设置按引导创建一块新硬盘，如

　　然后重启虚拟机。

2. 分区使用fdisk /dev/sdb

　　　此时 lsblk ，查看到多了一个1G的硬盘（disk）

　　　然后 fdisk /dev/sdb　　

tp@Bit:~$ sudo fdisk /dev/sdb
[sudo] password for tp: 

Welcome to fdisk (util-linux 2.30.1).
Changes will remain in memory only, until you dec
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition ta
Created a new DOS disklabel with disk identifier 

Command (m for help): m

　　输入m 可以查看帮助，n：代表新创建分区，p：列出分区表，w：把分区表写入硬盘并退出

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-2097151, default 2048): 
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-2097151, default 2097151): 

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 1023 MiB.

Command (m for help): w   
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

3. 格式化磁盘 mkfs -t ext4 /dev/sdb1

　　此时，lsblk 一下 sdb下面就已创建了分区

tp@Bit:~$ lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   20G  0 disk 
└─sda1   8:1    0   20G  0 part /
sdb      8:16   0    1G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0 1023M  0 part 
sr0     11:0    1  1.4G  0 rom  
tp@Bit:~$ sudo mkfs -t ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.43.5 (04-Aug-2017)
/dev/sdb1 contains a ext4 file system
    created on Fri Apr 13 18:11:13 2018
Proceed anyway? (y,N) y
Creating filesystem with 261888 4k blocks and 65536 inodes
Filesystem UUID: fe547447-dd2e-423e-bd17-af8078c09fb5
Superblock backups stored on blocks: 
    32768, 98304, 163840, 229376

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (4096 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

4. 挂载 mount [挂载目录] [被挂载目录] （重启后挂载的硬盘会消失）

　　此时，myDisk目录下出现lost+found 目录。挂载成功。

5. 自动挂载 /etc/fstab

　　以上面的挂载方式，就可以为U盘，新插硬盘进行挂载了，但是当重启虚拟机以后，我们挂载的目录可能就找不到了，因为它没有添加到配置文件里面，所以不能像 / 目录那样自动挂载。如要自动挂载的话，就还得为相应配置文件添加内容。

先打开配置文件 /etc/fstab ，然后添加：

/dev/sdb1　　　　/myDisk　　　ext4     defaults    0  0

各选项分别是：1.挂载目录
　　　　　　　2.被挂载点
　　　　　　　3.文件系统类型
　　　　　　　4.挂载选项
　　　　　　　5.设置是否使用dump备份，置0为不备份，置1，2为备份，但2的备份重要性比1小
　　　　　　　6.设置是否开机的时候使用fsck检验所挂载的磁盘，置0为不检验，置1，2为检验，但置2盘比置1的盘晚检验。

　　df -h 一下

　　ok！挂载完成。

6. 卸载 umount [挂载目录] [被挂载目录]

　　没配置，直接umount就可以了；配置了配置文件，将配置文件改回，再umount。

posted @ 2018-04-14 22:30 tp_16b 阅读(5539) 评论(0) 编辑收藏举报

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