文件系统

文件系统的了解阶段

当文件没有打开的时候，那么文件存储在磁盘之中。 既然存储在磁盘中，那么我们就要去了解一下磁盘文件的存储

磁盘由多个盘片和多个读写头组成，每个盘面都有两个表面，且每一个表面都可以存储数据。 对于每个盘面来说，每个盘面形成半径不同的同心圆，两个圆之间形成的就是磁道。 磁道又在一次被分割，一个磁道又被划分成一个个扇区。 扇区通常包括512字节的数据。扇区就是磁盘的基本单位

虽然磁盘的基本单位是扇区（512字节），但是比较小，而且有可能不同的生产商给出的扇区的大小可能本不一样，所以操作系统（文件系统）和磁盘进行I/O操作的基本单位的块 块是对磁盘存储和访问的抽象，块通常是一个连续的、固定大小的抽象单元。通常是512字节的整数倍。

块通常由下面几个部分构成： Block Group：ext2文件系统根据分区的大小划分为数个快组BlockGroup。，且每一个BlockGroup都有着相同的结构 Block Group分为： 超级块：存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有，block和inode的总数，使用了多少block和inode的数量，，block和inode的大小，等等。——可以查资料看看 GDT：块组描述符 块位图：哪些数据块被占用 inode位图：inode是否被占用 inode节点表：存放文件属性 数据区：存放文件的内容

我们知道inode和数据是映射关系，是一种一对多的映射关系——存在软硬链接。为什么这么说看下文 一个目录下，可以有很多文件，但是这些文件都没有重复的文件名！ 数据区存储的是文件的内容，没有存储文件名的地方，那么文件名存储在哪里呢？ 还有一个问题就是目录是文件吗？ 显然是的，因为目录它也要自己的inode号，也有自己的数据区。而目录的数据区就是存储的该目录下所有文件的名字。 这就对应了我们之间讲的，进入一个目录要具有什么权限。 x权限，因为用户要进入目录 如果用户要想在该目录下创建文集或者目录，就需要拥有w权限，因为目录的数据区要进行写入新建的文件名或者目录名。 下面有三个问题：

1. 创建文件，系统做了什么？——为该文件分配inode和数据区，进行inode和数据区的映射关系，在该文件的目录的数据区中写入该文件的名字。
2. 删除文件，系统做了什么？——删除inode和数据区的映射关系，数据区本身是没有被改变什么的，删除该文件目录下数据区的文件名。
3. 查看文件，系统做了什么？——把该文件的属性信息安装用户的查看方式显示出来。

思考——为什么下载软件比卸载慢呢？

因为下载是真实的把数据写到磁盘中，而卸载只要把inode和数据直接的链接断开就可以，不需要把数据清空，再次下载其他软件的时候，只需要进行数据的覆盖就可以。 数据的恢复就是利用数据没有被删除这个原理，但在恢复数据之前，最好不要下载安装什么东西，导致数据被覆盖修改而不能被恢复。

软硬链接

软链接

命令：ln -s 原始文件路径 软链接的文件路径 软链接有什么特定呢？

• 有自己的inode，文件里面的内容是指向原文件对应的路径。就是相当于windows下面的快捷方式。

下面是创建软链接

1. 先创建test.c文件

我们知道，如果不指定test的路径，就不能运行此可执行程序，在前面的文章中，可以把此可执行文件放在环境变量中，就可以执行 如果不放入环境变量中呢？ 可以用软链接

把当前文件所在的绝对路径进行软链接到上级路径 那么就可以直接在上级目录运行了。

硬链接

命令：ln 原始文件路径 硬链接的文件路径 硬链接没有独立的inode，硬链接创建的文件并不是真正意义上的文件，它主要就是在指定的目录下创建了一个映射而已。 下面演示硬链接：

shellln test.c test1.c
ln test.c test2.c
ln test.c test3.c

我们发现他们的inode都是一样的，就验证了我们之前说的情况了。 这里的4是什么意思呢？——4显然表示有4个inode，这是用来计数的，当inode的个数为0的时候，就是真正的把该文件删除了。 思考：为神马默认创建的目录的计数是2呢？

其实有一个隐藏的文件**.**

所以就有2个了。.表示的就是当前目录。

动静态库

静态库以.a后缀结尾，动态库以.so后缀结尾 静态库其实链接的时候是直接把代码拷到我们的可执行代码里面的。 而动态库只是链接到我们的可执行程序中。

找动态库，只需要在改好代码处加上偏移量，就可以找到共享库。

静态库

我们有很多.c.h文件，当我们编译它的时候，会很麻烦。 下面我们就要把他们制成静态库。

1. 先把他们编译成.o文件
2. 打包——ar -rc libmylib.a .o文件

**注意：**库的写法：前缀必须是lib开头的，后缀必须以.a结尾。去到前后缀就是库的名字。 gcc默认的搜索路径是：/usr/include 库文件的默认搜索路径是：/lib64 或者 /usr/lib64 我们可以把静态库的头文件以及库文件拷贝到gcc的默认搜索路径下；但是这样会污染里面的库文件。 可以用下面这个路径： gcc main.c -I ./MyLib/clude/ -L ./MyLib/lib/ -lmylib 解释一下： -I是指定头文件的路径 -L是指定库文件的路径 -l（这个是小L）是指明库文件路径下的哪一个库。

动态库

为什么使用动态库？

• 使用动态库，可以节约内存空间
• 可以提高运行速度
• 可维护，更改的时候，只改变库文件就行，不需要重新编译
• 共享，多个程序可以共享同一个动态库

制作动态库

1. 形成.o文件，加上选项fPIC，fPIC作用就是产生位置无关码
2. 用gcc命令对.o文件进行打包生成动态库。gcc -shared 由上一步生成的.o文件 -o 动态库

上面我们就制作好了动态库。

gcc默认是链接的动态库。

如果我们直接按照静态库的方法进行运行，发现不可以运行成功。 gcc main.c -I ./MyLib/clude/ -L ./MyLib/lib/ -lmylib 把生成的a.out运行，发现报错。

我们不是告诉gcc我们的库的位置了吗？为什么还报错呢 原因就是我们是告诉gcc的，没有告诉操作系统或者说是链接器。那么我们运行的时候就会报找不到共享库。

下面是设置动态库路径的几种方式：

1. 直接把库拷贝到/lib64路径下面——不建议
2. 更改环境变量LD_LIBRARY_PATH,在该路径下面再添加一个你的动态库的路径。一但重启服务器，该环境变量看就没有了，因为它是内存级别的环境变量。
3. 修改库的配置文件：配置/etc/ld.so.conf.d/，在该文件下随便创建一个.conf的文件，把动态库的路径写到哪个文件中，然后用ldconfig更新一下的。需要管理员权限

动静态库制作的命令集合

makefile.PHONY:all
all:libmylib.so libmylib.a

libmylib.so:file1dy.o file2dy.o
	gcc  -o libmylib.so -shared file1dy.o file2dy.o
file1dy.o:file1.c 
	gcc -o $@ -c -fPIC $^
file2dy.o:file2.c 
	gcc -o $@ -c -fPIC $^

libmylib.a:file1.o file2.o
	ar rc libmylib.a file1.o file2.o
file1.o:file1.c
	gcc -o $@ -c $^
file2.o:file2.c
	gcc -o $@ -c $^
	
.PHONY:MyLib
MyLib:
	mkdir -p ../MyLib/lib
	mkdir -p ../MyLib/clude
	cp *.a ../MyLib/lib
	cp *.so ../MyLib/lib
	cp *.h ../MyLib/clude

.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.o  *.a hello *.so