文件系统：

知识性的内容

一、目录和文件

1、获取文件属性

stat，fstat，lstat
stat:通过文件路径，获取属性，面对符号链接文件时，获得的是所指向的文件的属性
fstat：通过文件描述符获取属性，
lstat：面对符号链接文件时，获取的时符号链接文件的属性

2、文件访问权限

st_mode是一个16位的位图，用于表示文件类型，文件访问权限
以及特殊权限位

3、umask

作用：防止产生权限过松的文件，与某一个数做 & 运算
终端：umask 查看umask的值，可以修改

4、文件权限的更改/管理

终端命令：chmod 666 big.c；chmod 777 FS.txt
函数：chmod，fchmod#include <sys/stat.h>
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);

5、沾住位

就是 t位
作用就是在内存中保留可执行文件的执行痕迹，现在已经几乎没用了
现在常给目录设置t位
tmp目录有t位

6、文件系统：FAT，UFS 这两个是同一时期的产物

文件系统：文件或数据的存储和管理FAT：惧怕大文件，承载能力有限
FAT16/32文件系统的实质是一个静态存储的单链表
FAT文件系统有承载上限，原因在于结构体里的那个数组大小有限
当年需要磁盘分区就是因为FAT文件系统承载有上限
FAT文件系统的最大缺陷在于它的单链表结构，只能通过链表顺序查找，找到文件的内容
而且FAT不开源，FAT用于windows内存吃紧：swap 的换出率和换入率都直线上升
内存清理工具：本质是不停的开程序，把内存的程序挤入到swap，然后关闭程序，治标不治本
磁盘碎片清理：清理的是对物理地址中间的映射，没什么用UFS：开源，不怕大文件
类似操作系统课上讲的，有多级指针
缺陷：不善于管理小文件——inode占满了，但是数据块大量空闲，会导致查找慢
用位图来标记某个inode或者某个数据块是否被使用——位图的作用之一：加速查找文件名存放在一个目录文件里，目录文件里有结构体，结构体项保存文件的inode和filename，叫目录项
位图面试：
不用判断和比较，实现比较无符号32位数？
判断无符号32位数的二进制有多少个0,1？

7、硬链接，符号链接

硬链接：两个指针指向同一个数据块，数据和亚数据都是一模一样的
硬链接与目录项是同义词，且建立硬链接有限制：不能给分区建立，不能给目录建立
符号链接：特别像文件的快捷方式，快捷方式和源文件的信息可以不一样
符号链接优点：可以跨分区，可以给目录建立
ll查询的以l开头的文件是符号链接文件
link，unlink，remove，renamelink, linkat - make a new name for a file
#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath, const char *newpath);unlink, unlinkat - delete a name and possibly the file it refers to
#include <unistd.h>
int unlink(const char *pathname);
这个文件有没有被彻底删除不清楚，只有一个数据块的硬链接数为0,文件才会被删除，数据块才会被删除可以用来创建临时文件，open一个文件以后直接unlink，
所以我获得了这个文件的一次使用权，当close的时候，文件被删除remove - remove a file or directory
#include <stdio.h>
int remove(const char *pathname);
这是rm命令封装的系统调用函数rename, renameat, renameat2 - change the name or location of a file
#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

8、utime

utime, utimes - change file last access and modification times
#include <sys/types.h>
#include <utime.h>
int utime(const char *filename, const struct utimbuf *times);可个函数可以更改文件的最后一次读时间，和写的时间
ctime不是代表文件的创建的时间，linux不记录文件的创建时间

9、目录的创建和销毁

mkdir，rmdir
mkdir, mkdirat - create a directory
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);rmdir - delete a directory
只能删除空目录，否则应该用递归删除
#include <unistd.h>
int rmdir(const char *pathname);

10、更改当前工作路径

chdir，fchdir，chroot，getcwd
chdir, fchdir - change working directory
#include <unistd.h>
int chdir(const char *path);
int fchdir(int fd);getcwd用pwd系统调用来封装
getcwd, getwd, get_current_dir_name - get current working directory
#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf, size_t size);
char *getwd(char *buf);
char *get_current_dir_name(void);

glob，opendir，closedir，readdir，rewinddir，seekdir，telldirglob():解析模式/通配符glob, globfree - find pathnames matching a pattern, free memory from glob()
#include <glob.h>
int glob(const char *pattern, int flags,int (*errfunc) (const char *epath, int eerrno),glob_t *pglob);
void globfree(glob_t *pglob);pattern：模式readdir - read a directory
#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);rewinddir - reset directory stream
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
void rewinddir(DIR *dirp);seekdir - set the position of the next readdir() call in the directory stream.
#include <dirent.h>
void seekdir(DIR *dirp, long loc);

二、系统数据文件和信息

1、/etc/passwd

getpwuid();
getpwdnam();
getpwnam, getpwnam_r, getpwuid, getpwuid_r - get password file entry#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>struct passwd *getpwnam(const char *name);struct passwd *getpwuid(uid_t uid);int getpwnam_r(const char *name, struct passwd *pwd,char *buf, size_t buflen, struct passwd **result);int getpwuid_r(uid_t uid, struct passwd *pwd,char *buf, size_t buflen, struct passwd **result);

2、/etc/group

getgrgid();
getgrgrnam();getgrnam, getgrnam_r, getgrgid, getgrgid_r - get group file entry
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
struct group *getgrnam(const char *name);
struct group *getgrgid(gid_t gid);
int getgrnam_r(const char *name, struct group *grp,char *buf, size_t buflen, struct group **result);
int getgrgid_r(gid_t gid, struct group *grp,char *buf, size_t buflen, struct group **result);

3、/etc/shadow

shadow文件是加密的，是一个很重要的文件,是0000的权限，即使是root用户
虽然root用户显示也是0000的权限，但root用户其实时可以读写的，但是我们肯定
不会去更改它。
因为root用户只有x权限（执行权限）绕不过去，其他权限，不管怎么设置，root都可以进行，这个0000只是提醒root用户，不要这么做。
root唯独绕不过去的只有执行权限。getspnam();
crypt();
getpass();#include <shadow.h>
struct spwd *getspnam(const char *name);这个可能需要定义宏：
#define _XOPEN_SOURCE
#include <crypt.h>
char *crypt(const char *phrase, const char *setting);
char *crypt_r(const char *phrase, const char *setting, structcrypt_data *data);
char *crypt_rn(const char *phrase, const char *setting, void *data, intsize);
char *crypt_ra(const char *phrase, const char *setting, void **data,int *size);Link with -lcrypt.POSIX specifies that  crypt  is  declared  in  unistd.h,  but  only  if  the  macro_XOPEN_CRYPT  is  defined  and  has  a  value greater than or equal to zero.  Sincelibcrypt does not provide unistd.h,  it  declares  crypt,  crypt_r,  crypt_rn,  andcrypt_ra in crypt.h instead.

4、时间戳

ll里面显示的是mtime，即最后一次修改的时间
机器喜欢大小数（二进制）time_t
用户喜欢字符串（文字） char*
程序员喜欢结构体（工整）strcut tm
内核通过time映射为time_t类型，time_t类型是系统类型，表示日历时间
至于类型时间的转换，有专门的函数time();从内核中取时间戳
gmtime();从time_t转换为struct tm
localtime();从time_t转换为struct tm
mktime();从struct tm转换为time_t
strftime();将struct tm转换为格式化字符串#include <time.h>
time_t time(time_t *tloc);

三、进程环境

1、main函数

int main(int argc, char **agrv){}
以前的manin函数是有第三个参数的，就是命令行环境

2、进程的终止情况（一定要背过）

正常终止：1.从main函数返回、return是给谁看的？return是给父进程看的，main的父进程可以是另一个程序，也可以是shell命令。echo $?  打印上一条语句的执行状态2.调用exitexit是库函数，而_exit和_Exit是系统调用，他们有区别。首先肯定是库函数以来系统调用，这毫无疑问。其次，exit库函数，会进行进程结束之前的清理工作，比如处理钩子函数，清理IO。而系统调用，将会跳过这些步骤，直接进入内核，杀死进程。所以，系统调用_exit和_Exit不会调用钩子函数3.调用_exit或_Exit既然上面说了，系统调用不会做清理工作，那为什么不全部调用exit库函数呢？因为有的时候，作清理工作，会让错误继续扩大，比如说清理IO进文件的时候，如果缓冲区或者内存溢出泄漏，写进文件的是垃圾内容，就不能进行IO清理，所以这个时候就绝对不能调用exit库函数，而是应该调用_exit系统调用，直接杀死进程。或者使用abort直接杀死。4.最后一个线程从其启动历程返回5.最后一个线程调用了pthread_exit函数异常终止：1.调用abort信号，杀掉进程2.接到一个信号，并且终止（ctrl+C）3.最后一个线程对其取消请求作出响应atexit();钩子函数，它特别像析构函数
钩子函数有巨大的作用，如果你连续打开一百个文件，在打开第一百个文件的时候失败了，你怎么办？难道手动关闭一百次？显然不是，而是在每一个打开判断的时候，挂上钩子函数，在第一个文件失败的时候，就会把前面的所有钩子函数都调用。

3、命令行参数的分析，不仅仅是argc，argv

getopt();
getop_long();
几乎所有的命令行参数分析都是这两个函数来做的。

4、环境变量

环境变量的本质就是:key = value
使用命令export查看环境变量
把操作系统看作是一个正在运行的程序,这个环境变量就类似与操作系统的全局变量.getenv();
setenv();
unsetenv(); // 删除一个环境变量
putenv(); // 这个不好用,作用跟setenv一样,但是不如setenv好用.因为它的参数没有const关键字修饰

5、C程序的存储空间布局

如果是一个32位的程序，它的虚拟空间是4G
3G到4G是内核态，0-3G是用户态
3G下面的一片小薄层存放argv和env（环境变量，命令行参数）
再下面是栈，栈往下生长，堆往上生长
栈和堆之间是阴影区，这部分是供堆栈的生长所用，也供静态库，动态库的加载使用
我们一般趋向于动态库，因为动态库只是一个声明，只有在执行到动态库的时候才进入特定的函数使用。pamp + 进程号 // 这是一个命令
再结合程序中每一个变量的地址，就可以确定哪个地址区域代表什么区域。

6、库（存储器管理，堆栈管理）

动态库静态库手工装载库（类似插件，一个损坏，不影响其他模块）
dlopen();
dlclose();
dlerror();
dlsym();
#include <dlfcn.h>void *dlopen(const char *filename, int flags);int dlclose(void *handle);#define _GNU_SOURCE
#include <dlfcn.h>void *dlmopen (Lmid_t lmid, const char *filename, int flags);Link with -ldl

7、函数跳转

goto不能跨函数跳转
C++异常抛出机制就是典型的跨函数跳转
有时候在进入到很深的栈中的时候，如果没有改变原数据结构，就没有必要一步一步回跳栈，可以直接跳出栈出口
setjmp(); //设置跳转点
longjmp(); //从哪一个跳转点，跳到哪一个跳转点，类似安全的goto，但涉及到信号内容需要特别注意
这两个函数可以跨函数进行，所以也叫长返回，长跳转
goto;是不安全的跳转

8、资源的获取以及控制

系统资源查看命令：ulimit -a
里面保存了系统的资源，比如说最多可以打开1024个文件描述符的等等。
getrlimit(); // 获取资源总量
setrlimit(); // 设置资源总量#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim);
int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim);int prlimit(pid_t pid, int resource, const struct rlimit *new_limit,struct rlimit *old_limit);
Feature Test Macro Requirements for glibc (see feature_test_macros(7)):
prlimit(): _GNU_SOURCEstruct rlimit结构体里只有两个成员：soft limit和hard limit
无论是root用户还是普通用户，soft limit的浮动都不能超过hard limit；普通用户可以提高或者降低soft limit，只能降低 hard limit，不能升高
root用户可以升高降低soft limit，也能升高降低hard limit

题外话：

1.安全问题：攻击成本大于收益
加密算法：
hash：
hash不是加密算法，因为加密必须对应解密，而hash是不可逆的；
hash顶多算一个混淆；
但是，对于不需要解密的加密行为，比如密码加密，是可以使用hash实现的，因为不会有公司对密码进行解密，因为只有修改密码，而不会显示原密码。
而且，同一个原串，得到的hash串是一模一样的，这是大忌

一个好的加密算法，应该在原字符串改动一个字符的时候，加密串有一半以上改动所有密码安全，都难防一个算法：穷举算法
口令随机校验：即使你输入对了，我也会给你报错，再输入正确的值，正常登陆
口令随机校验一般发生在某个账户在不经常的时间地点登陆的时候。

Unix环境高级编程-文件系统详解相关推荐

5w字总结 Unix系统编程学习笔记（面试向）（Unix环境高级编程/Unix环境程序设计）
文章目录一.计算 C语言的数据表示与处理计算 C语言的基本运算操作内存表和符号表类型转换函数类型的分析指令复合指令句法函数函数激活(Activation Record) 函数激活定 ...
开发日记-20190822 关键词读书笔记《Unix环境高级编程（第二版）》《掌控习惯》DAY 2
Preface 话说,昨天开始尝试着去改变自己,从基础的习惯开始,11:30准时睡觉,平时差不多12:30才睡觉.按理说,比平时早了一个小时睡觉吧,然后我就把闹钟提前了45分钟,想着还能比平常多睡15 ...
(三) 一起学 Unix 环境高级编程 (APUE) 之文件和目录
. . . . . 目录 (一) 一起学 Unix 环境高级编程 (APUE) 之标准IO (二) 一起学 Unix 环境高级编程 (APUE) 之文件 IO (三) 一起学 Unix 环境高级编 ...
UNIX环境高级编程笔记
1.setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, len); SO_REUSEADDR套接口选项允许为以下四个不同的目的提供服务: ...
Unix——学习《Unix环境高级编程》找不到“apue.h”方法
在运行<UNIX环境高级编程>中的程序时会遇到apue.h包头找不到的情况,这是作者为了方便程序书写封闭了一些功能函数和错误处理等.在http://www.apuebook.com中可以下 ...
《Unix环境高级编程》学习笔记：从点到面
以前在课堂上学习过<Unix初级教程(第四版)>,对于Unix有了一点了解.由于以后使用的需要,要对它进行比较深入的学习,为此需要阅读不少的书籍,这本<Unix环境高级编程>便 ...
《UNIX环境高级编程（第3版）》——2.6　选项
本节书摘来自异步社区<UNIX环境高级编程(第3版)>一书中的第2章,第2.6节,作者:[美]W. Richard Stevens , Stephen A.Rago著,更多章节内容可以访问 ...
文件和目录（二）--unix环境高级编程读书笔记
在linux中,文件的相关信息都记录在stat这个结构体中,文件长度是记录在stat的st_size成员中.对于普通文件,其长度可以为0,目录的长度一般为1024的倍数,这与linux文件系统中blo ...
【UNIX环境高级编程】
[UNIX环境高级编程] 环境搭建 1.下载源码 wget http://apuebook.com/src.3e.tar.gz 2.解压 tar -zxvf src.3e.tar.gz 3.安装lib ...

Unix环境高级编程-文件系统详解

文件系统：

一、目录和文件

1、获取文件属性

2、文件访问权限

3、umask

4、文件权限的更改/管理

5、沾住位

6、文件系统：FAT，UFS 这两个是同一时期的产物

7、硬链接，符号链接

8、utime

9、目录的创建和销毁

10、更改当前工作路径

11、分析目录、读取目录内容

二、系统数据文件和信息

1、/etc/passwd

2、/etc/group

3、/etc/shadow

4、时间戳

三、进程环境

1、main函数

2、进程的终止情况（一定要背过）

3、命令行参数的分析，不仅仅是argc，argv

4、环境变量

5、C程序的存储空间布局

6、库（存储器管理，堆栈管理）

7、函数跳转

8、资源的获取以及控制

题外话：

Unix环境高级编程-文件系统详解相关推荐

最新文章

热门文章