Linux中文件系统相关知识(5)

文件存储

• 文件存储相关概念：inode、dentry、数据存储、文件系统。

inode

• 其本质为结构体，存储文件的属性信息。比如：权限、类型、大小、时间、用户、盘块位置…也叫文件属性管理结构，大多数的 inode 都存储在磁盘上。

dentry

• 目录项，其本质依然是结构体，重要成员变量有两个(文件名，inode…)，而文件内容(data)保存在磁盘块中。

文件系统

• 文件系统是一组规则，规定对文件的存储及读取的一般方法。文件系统在磁盘格式化过程中指定
• 常见的文件系统有：fat32、ntfs、ext2、ext3、ext4

文件操作

stat()/lstat()

• int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
• 参数：
  • path：文件路径
  • buf：(传出参数)存放文件属性
• 返回值：
  • 成功：0
  • 失败：-1 errno
• 获取文件大小：buf.st_size
• 获取文件类型：buf.st_mode
• 获取文件权限：buf.st.mode
• 符号穿透：stat()会，lstat()不会

link()

为了实现文件共享，Linux允许多个目录项共享一个 inode ，即共享盘块(data)，不同文件名，在人类眼中将它理解成两个文件，但在内核眼里是同一个文件。link()函数，可以为已经存在的文件创建目录项(硬链接)。

• int link(const char *oldpath, const char *newpath);
  • 成功：0
  • 失败：-1，设置errno为相应值

unlink()

• 删除一个文件的目录项
• int unlink(const char *pathname);
  • 成功：0
  • 失败：-1，设置errno为相应值
• 注意Linux下删除文件的机制：不断将 st_nlink - 1，直到减到0为止。无目录项对应的文件，将会被操作系统择机释放。（具体时间由系统内部调度算法决定。）因此，我们删除文件，从某种意义上说，只是让文件具备了被释放的条件。
• unlink()函数的特征：清除文件时，如果文件的硬链接数到0了，没有 dentry 对应，但该文件仍不会马上被释放。要等到所有打开该文件的进程关闭该文件，系统才会挑时间将该文件释放掉。

隐式回收

• 当进程结束运行时，所有该进程打开的文件会被关闭，申请的内存空间会被释放。系统的这一特性称之为隐式回收系统资源。

目录操作函数

• DIR *opendir(const char *name);
• int closedir(DIR *dirp);
• struct dirent *readdir(DIR *dirp);
  • struct dirent{
    ino_t d_ino; /* Inode number */
    char d_name[256]; /* Null-terminated filename */
    }

重定向

dup() 和 dup2()

• int dup(int oldfd);
  • oldfd：已有文件描述符
  • 返回：新文件描述符
• int dup2(int oldfd, int newfd);

fcntl() 函数实现 dup()

• int fcntl(int fd,int cmd,…)
  • cmd：F_DUPFD
  • 参3：文件描述符，如果被占用，返回最小可用的，未被占用，返回等于该值的文件描述符。

2020 ZhiZDK 如转载请声明。