• Linux 基础IO(2)磁盘文件


    1.磁盘文件

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    1. 扇区:整个盘片分成不同的区块,每一个区块就是一个扇区。
      扇区是磁盘IO的基本单位,一般为512Byte4KB,一般磁盘都是512Byte
    2. 磁道:同一半径一圈区域是磁道

    磁盘读写依靠的是磁头,盘面高速旋转,磁头来回摆动。
    首先,确定在那个盘面,也就是磁头 head
    其次,磁头来回摆动定位磁道 cylinder
    然后,盘面高度旋转定位扇区 sector
    这样在就可以定位在哪个盘面,哪个磁道的哪个扇区
    这样的方法叫做CHS定址法

    2.文件系统

    扇区是磁盘IO的基本单位,把整个磁盘想象成一个数组,每个元素就是一个扇区,节点下标就是这个扇区的编号
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    OS认为一次访问一个扇区,单位太小了,所以操作一次读取4KB的数据块(8个扇区)
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    同时,我们把这种地址叫做逻辑区块地址(LBA)

    LBA地址怎么转换成CHS呢
    首先,设当前LBA = n, 将LBA地址转换为扇区编号区间[8 * n, 8 * n + 7]
    扇区编号转CHS:

    1. 盘面c = x / 一个盘面的扇区个数 x %= 一个盘面的扇区个数
    2. 在哪个磁道:x / 一个磁道上扇区个数
    3. 在哪个扇区 : x % 一个磁道上扇区个数

    我们使用笔记本/台式机经常会听到分区,但实际上我们的硬盘不会被分成几块,只是划分成了几个区域
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    1.Boot Block(启动块):它的大小是确定的,即1KB,用来存储磁盘分区信息和启动信息。Boot Block的主要作用是引导计算机启动,将操作系统载入内存中
    2. inode Table:存放文件属性,如文件大小,所有者,最近修改时间等
    3. inode Bitmap:比特位的位置表示第几个inode,比特位的内容表示该inode是否被使用
    4. Data blocks:存放文件内容
    5. Block Bitmap:比特位的位置表示块号,比特位的内容表示对应的块是否被使用
    6. GDT(Group Descriptor Table):块组描述符,描述块组属性信息,管理分组
    7. Super Block:存放文件系统本身的结构信息,管理分区

    linux系统中每个文件都有它对应的inode,OS只认inode。每个inode占128Byte, inode分区内唯一。
    linux中,文件内容和属性分开存储,文件名不属于文件属性。
    目录本身也是一个文件,拥有自己的inode和数据块,数据块中保存的是当前目录下的文件名和文件inode的对应关系。
    对一个文件,进行增删查改都和文件所处的目录有关系,所以在内核中,都要逆向递归般得到/,从根目录开始进行路径解析
    所以之前权限时讲到目录的权限,如果没有r,就无法读取目录下的文件,本质就是无法访问目录数据块的内容,如果没有w,就无法修改当前目录下的文件,因为无法增加或删除或更改存储在目录数据块中的文件名和inode的映射关系。

    3.软硬链接

    1.软链接

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    软链接本质是一个独立的文件,有独立的inode和数据块,软链接的内容中存放着目标文件的路径,相当于快捷方式
    可以为目录建立软连接
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    2.硬链接

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    硬链接的本质是在指定目录下插入新的文件和和inode的映射关系,同时让inode的引用计数(硬链接数)++
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    我们不能为目录建立硬链接,除非操作系统自己建立
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    一个目录下有多少个子目录:硬连接数 - 2

    4.动静态库

    在Linux下,静态库的后缀是 .a,动态库的后缀是 .so
    在Window下,静态库的后缀是 .lib,动态库的后缀是 .dll
    libc.so库名去掉前缀lib,去掉后缀.a/.so就是库的名字

    1.静态库

    生成静态库
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    打包生成静态库:在这里插入图片描述
    ar:打包 -r:replace -c:create
    使用静态库:在这里插入图片描述
    gcc 选项: -l:指定库名 -L:指定库路径 -I:指定头文件路径
    静态库编译生成成功,运行时就不需要了
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    库搜索路径:
    -L指定目录下
    系统指定目录下/usr/lib

    2.动态库

    生成.o文件:在这里插入图片描述
    gcc 选项: -fPIC:生成与位置无关码
    打包生成动态库:在这里插入图片描述
    使用动态库:
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    运行:在这里插入图片描述
    运行时报错:无法找到动态库,所以动态库在编译时需要给gcc/g++搜索路径,同时运行时需要给OS搜索路径
    解决方法:

    1. 拷贝.so到系统共享库路径下
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    2. 更改LD_LIBRARY_PATH环境变量
      将不在系统默认库搜索路径下的库的路径,添加到LD_LIBRARY_PATH
      缺点:bash重启之后需重新配置
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    3. 在系统库的默认搜索路径下添加软链接
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    4. 系统配置文件/etc/ld.so.conf.d/
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      ldconfig:让配置文件生效

    静态库:程序在编译链接时把库的代码复制到可执行文件中,程序运行时不再需要静态库
    动态库:程序在运行时动态链接动态库的代码,多个库共享使用库的代码

    1. 同时提供静态库和动态库,gcc默认使用动态库
    2. 同时提供静态库和动态库,要静态链接,必须使用-static选项
    3. 只提供静态库,可执行程序只能对该库进行静态链接,但程序不一定是静态的,可能会动态链接其他库
    4. 只提供动态库,要静态链接,会发生链接报错
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/l2894/article/details/138131481