Linux 基础IO(2)磁盘文件

1.磁盘文件

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512Byte或4KB,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

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)

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

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

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

2.硬链接

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)++

我们不能为目录建立硬链接，除非操作系统自己建立

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
生成.o文件：
打包生成静态库:
ar：打包 -r:replace -c:create
使用静态库：
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

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：
gcc 选项： -fPIC：生成与位置无关码
打包生成动态库：
使用动态库：

运行：
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
   
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
   
3. 在系统库的默认搜索路径下添加软链接
   
   
4. 系统配置文件/etc/ld.so.conf.d/

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文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-861398.html

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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