第7章 檔案操作——教材知識點歸納
7.1檔案操作級别
linux中檔案操作可以分為5個級别，從低等級到高等級分别為：
1.硬體級别：
fdisk：将盤進行分區。
mkfs：格式化磁盤分區。
fsck：檢查系統。
碎片整理：壓縮檔案系統中的檔案
2.核心中的檔案系統函數
由k開頭，從作業系統核心層面提供檔案操作支援。
3.系統調用
使用者模式程式使用系統調用來通路核心函數。常見函數有open()、read()、lseek()、close()等，在第8章中有相關内容。
4.I/O庫函數
使用庫函數進行檔案操作，在第9章中有相關内容。
5.使用者指令
直接在終端進行檔案操作使用的指令。
7.2檔案I/O操作
教材上的圖檔充分展示了檔案操作執行的原理和操作，分為核心的以及使用者進行的操作。
7.3低級别檔案操作
磁盤可以被劃分成多個邏輯單元，稱為分區。作業系統引導程式可以從不同的分區引導不同的作業系統。有主引導記錄(MBR)。MBR可以将硬碟分為多個區，擴充分區在擴充分區區域内形成一個連結清單，對應多個分區。
fdisk将一個儲存設備進行分區。而僅僅使用fdisk完成的分區并不能使用，還需要格式化分區。格式化分區的作用是為特定的檔案系統準備分區，來存儲檔案。使用的是mkfs指令。
7.4-7.5 ext2檔案系統
Linux使用的預設檔案系統就是ext2。ext2檔案系統總共有1440個塊，每個塊大小1KB。其中B0是引導塊，檔案系統不使用，它用于容納引導作業系統時使用的引導程式。
B1是超級塊，用于容納關于整個檔案系統的資訊。
第8章 使用系統調用進行檔案操作——教材知識點歸納
8.1~8.2系統調用和I/O庫函數
作業系統中，程序以兩種不同的方式運作：核心模式（Kmode）和使用者模式（Umode）。Umode權限有限，特殊權限的操作需要在Kmode下進行。系統調用（System Call）機制允許程序進入Kmode，執行更高權限的操作。
Linux系統調用手冊頁儲存在
/usr/man/
目錄中，Ubuntu儲存在
/usr/share/man
目錄。
8.3使用系統調用進行檔案操作
系統調用由程式發出，每個系統調用是一個庫函數，彙集系統調用參數，最終向核心發出系統調用。
系統調用：
int syscall(int a, int b, int c, int d);
其中a為系統調用編号，b、c、d都是核心參數。
基礎系統調用函數：
建立以pathname為名的路徑，其權限為privilege。傳回-1為失敗，傳回1為成功。int mkdir(char *pathname, int privilege);
移除目錄（此目錄必須為空目錄）。int rmdir(char *pathname);
更改目前路徑到pathname。int chdir(char *pathname);
将目前工作目錄的絕對路徑複制到參數buffer所指的記憶體空間中,參數size為buf的空間大小。char *getcwd(char *buf,size_t size);
access函數用來判斷指定的檔案或目錄是否存在。int access(const char *pathname, int mode);
更改某個檔案的權限。int chmod(char *path, mode_t mode);
更改某個檔案的所有者。int chown(char *name, int uid, int gid);
連結新檔案名到舊檔案名（硬連結）int link(char *oldpath, char *newpath);
減少檔案連結數，如果連結數為0，就删除檔案int unlink(char *pathname);
為檔案建立一個符号連結int symlink(char *oldpath, char *newpath);
重命名檔案int rename(char *oldpath, char *newpath);
更改檔案通路時間和修改時間。int utime(char *pathname, struct utimebuf *time);
8.4常用的系統調用
常用檔案操作：
擷取檔案狀态資訊int stat(char *filename, struct stat *buf);
打開一個檔案進行讀、寫int open(char *file, int flags,int mode);
關閉打開的檔案描述符int close(int fd);
讀取int read(int fd, char buf[], int count);
寫入int write(int fd, char buf[], int count);
8.5連結檔案
連結的含義：每個檔案都有一個路徑名稱，但Linux中允許不同的路徑對應同一個檔案，這就是連結檔案。
連結分為：硬連結、軟連結（符号連結）
硬連結：硬連結檔案共享檔案系統中相同的檔案表示資料結構。硬連結适用于非目錄檔案。
對應操作：
指令：。ln oldpath newpath
link(char *oldpath, char *newpath)
軟連結（符号連結）：newpath是LNK形的普通檔案，作為一個繞行标志，使得通路指向連結好的檔案。（.lnk檔案，我覺得可以了解為Windows系統下的快捷方式）
ln -s oldpath newpath
symlink(char *oldpath, char *newpath)
8.6stat系統調用
stat函數可以用于擷取檔案的狀态。stat函數使用時要先聲明結構體指針用于寫入，傳回值以寫入指針所指結構體的方式傳回。
struct stat {
mode_t st_mode; //檔案相應的模式。檔案，檔案夾等
ino_t st_ino; //inode節點号
dev_t st_dev; //裝置号碼
dev_t st_rdev; //特殊裝置号碼
nlink_t st_nlink; //檔案的連接配接數
uid_t st_uid; //檔案全部者
gid_t st_gid; //檔案全部者相應的組
off_t st_size; //普通檔案。相應的檔案位元組數
time_t st_atime; //檔案最後被訪問的時間
time_t st_mtime; //檔案内容最後被改動的時間
time_t st_ctime; //檔案狀态改變時間
blksize_t st_blksize; //檔案内容相應的塊大小
blkcnt_t st_blocks; //偉建内容相應的塊數量
};
通過使用stat函數，我們就可以知道對應檔案的相關資訊，通過其傳回的結構體擷取相應的資訊。對于路徑，目錄也是一個檔案，我們也可以擷取目錄的資訊，通過這些，完全可以實作一個自己的簡單ls程式 。
8.7open-close-lseek系統調用
檔案在C程式中都是以描述符的形式管理。通過檔案管理，可以對檔案進行讀取、寫入。
int lseek(int fd, int offset, int whence);
8.8~8.10 read()系統調用、write系統調用
read()将n個位元組從打開的檔案描述符讀入使用者控件中的buf[]。如果失敗則傳回-1。
write()将n個位元組從buf寫入，以打開檔案描述符方式中的寫、讀寫或追加的形式完成，傳回值為實際寫入的位元組數，通常等于n。
通過使用read()、write()系統調用，可以實作檔案的複制。
實踐内容過程、問題解決過程
實踐了三個内容：
1.編寫C程式一次建立多個目錄
2.文本檔案的讀取和寫入
實作過程：
參照書上C8.1，完成了使用mkdir建立目錄的功能。代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
int main(int argc, char * argv[]){
int r;
for(int i=1;i<argc;i++){
r = mkdir(argv[i],0766);
if(r<0){
printf("error occured\n");
return -1;
}
}
return 0;
}
運作截圖：
問題與解決：
在實作的過程中遇到報錯，檢視錯誤代碼傳回為17，對應的是檔案已存在，但是沒有沒有傳入已有的檔案名？
經檢查是對argc，argv的功能了解錯誤，argv[0]存儲的是檔案本身的名稱，如果i的初始值為0，就會出錯，我剛開始時，i的初始值就是設為0，而不是從1開始，在調整後，程式正常運作并建立了目錄。
資料：
argc 是 argument count的縮寫，表示傳入main函數的參數個數；
argv 是 argument vector的縮寫，表示傳入main函數的參數序列或指針，并且第一個參數argv[0]一定是程式的名稱，并且包含了程式所在的完整路徑，是以确切的說需要我們輸入的main函數的參數個數應該是argc-1個；
文本檔案的讀取