Linux 文件读写操作与磁盘挂载

文件读写

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【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：

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

 void main()
 {
     int file_size = *;
     int fd=open("test.txt", O_RDWR);
     if(fd < )
     {
         perror("open test.txt");
         exit(-);
     }
     lseek(fd, file_size-, SEEK_END);
     write(fd,"", );
     close(fd);

 }

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--  tp tp   Apr  : .cpp
-rw-rw-r--  tp tp   Apr  : abc.txt
-rwxrwxr-x  tp tp .7K Apr  : a.out
-rw-rw-r--  tp tp   Apr  : lseek.c
-rw-rw-r--  tp tp     Apr  : 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--  tp tp   Apr  : .cpp
-rw-rw-r--  tp tp   Apr  : abc.txt
-rwxrwxr-x  tp tp .7K Apr  : a.out
-rw-rw-r--  tp tp   Apr  : lseek.c
-rw-rw-r--  tp tp 1.0M Apr  : test.txt

利用lseek求文件大小

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

 void main()
 {
     int fd=open("test.txt", O_RDWR);
     if(fd < )
     {
         perror("open test.txt");
         exit(-);
     }
     printf("file size:%ld\n",lseek(fd, , SEEK_END));
     close(fd);

 }

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:
tp@tp:~/Linux/day3$ du -h test.txt
.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 

*

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))== -)
    {
        perror("open error");
        exit();
    }
    close();  //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 ;
}
结果：
　　

磁盘

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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：

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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.).
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 ( primary,  extended,  free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (-, default ):
First sector (-, default ):
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (-, default ): 

Created a new partition  of type 'Linux' and of size  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      :       20G   disk
└─sda1   :       20G   part /
sdb      :       1G   disk
└─sdb1   :    1023M   part
sr0     :      .4G   rom
tp@Bit:~$ sudo mkfs -t ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.43. (-Aug-)
/dev/sdb1 contains a ext4 file system
    created on Fri Apr  ::
Proceed anyway? (y,N) y
Creating filesystem with  4k blocks and  inodes
Filesystem UUID: fe547447-dd2e-423e-bd17-af8078c09fb5
Superblock backups stored on blocks:
    , , , 

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal ( 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      

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。