檔案系統

本篇文章接上一篇(Linux基礎IO)，

理解檔案系統首先來了解一下磁盤，下面看圖片：

磁盤盤片：主要記錄資料的部分
扇區：為最小的物理存盤單位，扇區組成的圓就是柱面，

磁盤尋找檔案的步驟：
1.先找哪個盤面
2.在找哪個柱面
3.最后確定在哪個扇區

經過以上的3個步驟就確定要讀寫的檔案，

ext2檔案系統inode

計算機如何管理好這些磁盤呢？答案是把磁盤磁區，磁區的頭部有一個啟動塊(Boot Block),，該磁區的其他區域會劃分成一個個塊組(Block Group)，

那我們管理好一個塊組就可以了，其他的都是一樣的，每個塊組都有相同的結構組成：

Super Block：存放檔案系統本身的結構資訊，記錄的資訊主要有：bolck 和 inode的總量，未使用的block和inode的數量，一個block和inode的大小，最近一次掛載的時間，最近一次寫入資料的時間，最近一次檢驗磁盤的時間等其他檔案系統的相關資訊，Super Block的資訊被破壞，可以說整個檔案系統結構就被破壞了，
Group Descriptor Table:塊組描述符，描述該磁區中塊組的屬性資訊
Block Bitmap:Block Bitmap中記錄著Data Block中哪個資料塊已經被占用，哪個資料塊沒有被占用
inode Bitmap每個bit表示一個inode是否空閑可用
inode Table:存放檔案屬性 如 檔案大小，所有者，最近修改時間等
Data blocks:存放檔案內容

創建檔案的程序

把上面的圖簡化一下:

1.存盤資訊：
內核先找空閑的磁區，塊組，在分配inode,通過i節點表找到空閑的i結點(上面的檔案是1845087)，內核把檔案資訊記錄到其中，
2.存盤資料：
通過block bitmap找到空閑的塊組，假如是300,500,900三個
3.將檔案的內容分別存到data blocks中
4. 添加檔案名到目錄
新的檔案名y.txt，linux如何在當前的目錄中記錄這個檔案？內核將入口（1845087，y.txt）添加到目錄檔案，檔案名和inode之間的對應關系將檔案名和檔案的內容及屬性連接起來，

2.查找檔案

首先找到該檔案的磁區和塊組，接著找到檔案對應的inode編號，在inode table中拿到該檔案的屬性，在根據inode和data blocks的映射關系找到是哪個塊，在到data blocks拿到檔案的內容，這就是查找檔案，

3.理解洗掉檔案

洗掉檔案并不是洗掉資料，例如我們下載一個16G的游戲我們下載的時間比較長但是洗掉的時候便會很快，
洗掉檔案：找到檔案的對應block bimap和inode bitmap中的位置，此時直接把對應的有效位置改為無效，找不到映射關系即可，

軟硬鏈接

軟連接

建立軟連接命令：ln -s

我們用ll-ai查看一下，test和test.s的inode是不同的所以軟連接是一個獨立的檔案

我們沒刪掉test，test.s可以運行，但干掉test夠，檔案雖然在但是已經不能運行了，

硬鏈接

建立軟連接命令
ln:

我們看到硬鏈接的檔案的inode和檔案大小是一樣的，

干掉test，但test.h還是一樣可以運行的，

這里的鏈接數是硬鏈接，那為什么是2呢？

還有. 跟…，分別代表當前目錄和上級目錄，.和tmp的inode是一樣的，.tmp跟它的inode,…跟它的inode，所以鏈接數是2，

軟硬鏈接區別：

軟連接是單獨的檔案，硬鏈接和指向的檔案共享相同的inode,相當于重命名，硬鏈接反應了檔案名和inode的對應關系，

三個時間

Access 最后訪問時間
Modify 檔案內容最后修改時間
Change 屬性最后修改時間

動靜態庫

查看庫命令：ldd

來查看一下Linux默認使用的庫：

它使用的是動態庫，
在來使用靜態庫看看：
在makefile中加上-static


動態鏈接生成的可執行檔案比靜態鏈接的要小的多，

原理

動態庫：行程可以通過共享區，頁表映射到物理記憶體，而靜態庫是直接放在代碼區

動靜態庫區別：

動態庫優點：體積小，依賴庫，缺點：沒有庫則無法無運行
靜態庫優點：不依賴第三方庫，移植性強 ，缺點：體積大，浪費記憶體空間

靜態庫的打包和使用

為了更容易理解，創建4個檔案，add.c,add.h和sub.c, sub.h

add.h內容

  1 #pragma onec
  2 
  3 int add(int a,int b);   

add.c

  1  #include"add.h"  
  2   
  3 int add(int a, int b)  
  4 {  
  5   return a+b;                                                                                                       
  6 }  

sub.h

  1 #pragma once   
  2   
  3 int sub(int x, int y);                                                                                                

sub.c

  1 #include"sub.h"  
  2   
  3 int sub(int x,int y)  
  4 {  
  5   return x - y;                                                                                                     
  6 }

打包

我們將剛剛的4個檔案先生成靜態庫

先讓源檔案生成對應的目標檔案

2.使用ar -rc生成靜態庫

成功生成靜態庫
可以用命令：

ar - tv查看靜態庫的內容

3.將頭檔案和靜態庫組織起來

我們把自己的庫給別人用，要給別人頭檔案和生成的庫，我們把所有的頭檔案放在include下，把庫放到mylib下，

我們還可以使用Makefile,非常的省事

一個make生成靜態庫

一個make output將頭檔案和靜態庫鏈接起來

使用

用main.c來測驗一下

  1 #include<stdio.h>
  2 #include"add.h"
  3 
  4 int main()
  5 {
  6   int a = 30;
  7   int b = 10;
  8   printf("a+b=%d\n",a+b);                                                                                           
  9   return 0;
 10 }

此時使用gcc需要帶上3個選項
-I：指定頭檔案搜索路徑
-L：庫檔案搜索路徑
-l:指定鏈接哪個庫，(有許多庫的情況下)

我把其他檔案都干掉，只留下mylib，

可以成功運行，

動態庫的打包和使用

動態庫跟上面的靜態庫基本是一樣的步驟，只需要把Makefile改成動態鏈接，上面的add.c,add.h上面的博主在這里就不寫了，跟靜態庫的代碼是一樣的，
我們直接到打包，將靜態庫的Makefile修改一下：

一個make就生成庫

make output將頭檔案和庫組織起來

使用

使用和靜態庫也是一樣的，使用3選項
還是創建一個main.來測驗一下，我把其他的檔案都干掉只留庫mylib

成功運行了，和靜態庫的使用是一樣的，要多多練習，
本篇文章到這里就結束了，由于博主水平有限，如有錯誤，請直接練習博主，萬分感謝！！！
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