Linux的学习之路:16、文件(3)

简介: Linux的学习之路:16、文件(3)

摘要

本章主要是把文件结尾以及自己制作库


一、文件理解

我们使用ls -l的时候看到的除了看到文件名,还看到了文件元数据,如下图每行包含7列:模式、硬链接数、文件所有者、组、大小、最后修改时间、文件名,其实这个信息除了通过这种方式来读取,还有一个stat命令能够看到更多信息,如下图二。


上面的执行结果有几个信息需要解释清楚就是inode为了能解释清楚inode我们先简单了解一下文件系统,先看下图


文件的属性信息就可以参考磁盘的存储,磁盘是一个大的盘子,上面是一个一个磁道,根据磁头进行寻址,然后在磁盘上面的存储方式就是一个一个扇区,一个扇区512字节,但是文件系统和磁盘进行10的基本单位是4kb(8*512byte),但是为什么不以512字节为存储单位,有下面几点


1、太小了有可能导致多次IO,从而大大降低了效率


2、如果操作系统和磁盘大小一样的话,万一磁盘的大小变了,那么操作系统的存储需要变吗


下面说一下上方图片中的块解释


Datablocks:多个4KB扇区*8大小的集合,报错的都是特定文件的内容


Inode Table:Inode是一个大小为128字节的空间,保存的是对应的文件属性,该组织内,所有文件的inode空间的集合,需要标识唯一性,每一个inode块,都要有一个inode编号,一般而言一个文件,一个inode,一个inode编号


BlockBitmap:假设有10000+个blocks,10000+比特位:比特位和特定的block是一一对应的,其中比特位为1,代表该block被占用,否则表示可用


inode Bitmap:假设有10000+个inode节点,就有10000+个比特位,比特位和特定的inode是一一对应的,其中bitmap中比特位为1,代表该inode,表示被占有,否则表示可用


GDT:块组描述符,这个块组多大,已经使用了多少,有多少个inode,已经占有了多少个,还剩多少个,一共有多少个block,使用了多少


一个文件只对应一个inode属性节点,inode编号,一个文件只有一个block吗?不一定,哪些block属同一个文件,找到文件,只要找到文件对应inode编号,就能找到该文件的inode属性集合。


如果这个文件特别大怎么办


data block中,不是所有的data block只能存文件数据,也可以存其他块的块号。


创建一个新文件主要有一下4个操作


1. 存储属性


内核先找到一个空闲的i节点(这里是263466)。内核把文件信息记录到其中。


2. 存储数据


该文件需要存储在三个磁盘块,内核找到了三个空闲块:300,500,800。将内核缓冲区的第一块数据复制到300,下一块复制到500,以此类推。


3. 记录分配情况


文件内容按顺序300,500,800存放。内核在inode上的磁盘分布区记录了上述块列表。


4. 添加文件名到目录


新的文件名abc。linux如何在当前的目录中记录这个文件?内核将入口(263466,abc)添加到录文件。文件名和inode之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。

二、静态库与动态库

1、硬链接

我们看到,真正找到磁盘上文件的并不是文件名,而是inode。 其实在linux中可以让多个文件名对应于同一个inode。

2、软链接

硬链接是通过inode引用另外一个文件,软链接是通过名字引用另外一个文件

3、静态库与动态库

静态库(.a):程序在编译链接的时候把库的代码链接到可执行文件中。程序运行的时候将不再需要静态库


动态库(.so):程序在运行的时候才去链接动态库的代码,多个程序共享使用库的代码。


一个与动态库链接的可执行文件仅仅包含它用到的函数入口地址的一个表,而不是外部函数所在目标文件的整个机器码在可执行文件开始运行以前,外部函数的机器码由操作系统从磁盘上的该动态库中复制到内存中,这个过程称为动态链接(dynamic linking)


动态库可以在多个程序间共享,所以动态链接使得可执行文件更小,节省了磁盘空间。操作系统用虚拟内存机制允许物理内存中的一份动态库被要用到该库的所有进程共用,节省了内存和磁盘空间


库搜索路径


从左到右搜索-L指定的目录。由环境变量指定的目录 (LIBRARY_PATH)由系统指定的目录/usr/lib、/usr/local/lib


生成动态库


shared: 表示生成共享库格式


fPIC:产生位置无关码(position independent code)


库名规则:libxxx.so


编译选项:


使用动态库:


l:链接动态库,只要库名即可(去掉lib以及版本号)


L:链接库所在的路径.


运行动态库


1、拷贝.so文件到系统共享库路径下, 一般指/usr/lib


2、更改 LD_LIBRARY_PATH


使用外部库


系统中其实有很多库,它们通常由一组互相关联的用来完成某项常见工作的函数构成。比如用来处理屏幕显示情况的函数(ncurses库)


库文件名称和引入库的名称


如:libc.so -> c库,去掉前缀lib,去掉后缀.so,.a

三、静态库代码实施

如此下截图就是生成.o的命令行方式,代码就放在了文章末尾,编译成静态库就是形成一个文件夹,然后打包,如下图,静态库就是.a结尾的。


四、动态库代码实施

如下方代截图所示就是形成动态库的使用



五、代码

myprint.h

#pragma once
 
#include <stdio.h>
#include <time.h>
 
extern void Print(const char *str);


mymath.h

#pragma once
 
#include<stdio.h>
 
extern int addToTarget(int from, int to);


myprint.c

#include "myprint.h"
 
void Print(const char *str)
{
    printf("%s[%d]\n", str, (int)time(NULL));
}

mymath.c

#include "mymath.h"
 
 
int addToTarget(int from, int to)
{
    int sum = 0;
    for(int i = from; i <= to; i++)
    {
        sum += i;
    }
 
    return sum;
}



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