Day4：Linux系统编程1-60P

news2025/1/16 12:56:41

我的学习方法是：Linux系统编程（看pdf笔记） + Linux网络编程 + WebServer

01P-17P Linux相关命令及操作

cp -a dirname1 dirname2 复制目录

cp -r dirname1 dirname2 递归复制目录 1 到目录 2

这里-a 和-r 的差别在于，-a 是完全复制，文件权限，改动时间什么的也完全相同。
more filename 和 cat 差不多，但是对于大文件查看很强势
head -n filename 查看文件前 n 行
tail -n filename 查看文件后 n 行
ln -s file file.s 创建一个软链接（相当于win的快捷方式），最好使用绝对路径
ln file file.h 创建一个硬链接，文件和硬链接的 Inode 是相同的，每个文件都有唯一的 Inode（硬链接一改都改，类似于cpp的引用）
find命令 -type按种类，-name按名字
grep 命令：找文件内容 ,与ps配合使用ps aux | grep 'cupsd'
gzip 和 bzip2 都是压缩命令，配合tar使用，rar压缩需要安装rar。
ifconfig查看网卡信息

18P - 24P Vim相关（一刷不看）

25P-27P gcc相关

gcc中间文件及步骤：

28P-37P 动态库和静态库

静态和动态的优劣：静态库在文件中静态展开，所以有多少文件就展开多少次，非常吃内存，但是这样的好处就是静态加载的速度快；使用动态库会将动态库加载到内存，10 个文件也只需要加载一次，然后这些文件用到库的时候临时去加载，速度慢一些，但是很省内存。（如何理解动态和静态：静态的写在源代码里的函数，相对 main 函数偏移是一定的，链接时，回填 main 函数地址之后，其他源代码里的函数也就得到了地址，动态则用plt代替，之后加载的时候再替换掉）
编译器只能隐式声明返回值为 int 的函数形式：int add(int ,int )；如果函数不是返回的 int，则隐式声明失效，会报错：在使用自己编写的静态库时，需要在Main中加入函数声明 。但这个方法需要库的使用者知道库里的函数，完事儿一个一个加到代码里，不太行，解决方法：使用头文件加载静态库：这样防止多次展开静态库带来额外开销。

38P-40P GDB调试（跳过）

41P-46P Makefile（跳过）

47P-51P 系统调用open

系统调用是内核提供的函数，库调用是程序库中的函数；
open() 函数出错时，程序会自动设置 errno，可以通过 strerror(errno)来查看报错数字的含义以打开不存在文件为例(如果成功fd会返回打开文件所得到对应的文件描述符）

52P-53P 系统调用read/write（复制命令）

系统调用（write/read）和库函数调用（fgetc/fputc)的区别：read每次写n个字节，会疯狂进行内核态和用户态的切换，所以非常耗时。fgetc/fputc，有个缓冲区，预读入缓输出机制。

54P 文件描述符

文件描述符是指向一个文件结构体的指针。
在Linux中，文件描述符是一个非负整数，用于标识一个进程正在使用的文件或者其他输入/输出资源。每个进程都有一个文件描述符表，其中存储了该进程打开的文件描述符。标准输入、标准输出和标准错误输出分别使用文件描述符0、1和2。其他文件描述符从3开始递增。文件描述符可以用于读取、写入、关闭文件以及进行其他文件操作。标准输入输出一般指的就是键盘输入/输出；

55P 阻塞和非阻塞

阻塞/非阻塞是设备文件、网络文件的属性（常规文件没有阻塞的概念）。
比如读取dev/tty （这也是个文件），如下写法就是阻塞的：

/* 使用阻塞的read读取终端（标准输入输出）*/
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(){
    char buf[10];
    int n;
     
    n = read(STDIN_FILENO, buf, 10);
    if(n < 0){
        perror("read STDIN_FILENO");
        exit(1);
    }
    write(STDOUT_FILENO, buf, n);

    return 0;
}

56P-57P 系统调用fcntl

fcntl（file control）是一个系统调用，用来改变一个【已经打开】的文件的访问控制属性
函数声明int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); cmd表示命令，比如下面这句代码将阻塞改为非阻塞：其中F_SETFL设置，F_GETFL获取

    flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL); //获取 stdin 属性信息
    if(flags == -1){
        perror("fcntl error");
        exit(1);
    }
    flags |= O_NONBLOCK;
    int ret = fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, flags);
    if(ret == -1){
        perror("fcntl error");
        exit(1);
    }

58P 系统调用lseek

lseek函数通常用于随机访问文件，例如读取文件中的某个特定位置的数据。
函数声明：

#include <unistd.h>

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

fd是文件描述符，offset是偏移量，whence是偏移量的起始位置。whence可以取以下三个值之一：

- `SEEK_SET`：偏移量相对于文件开头。
- `SEEK_CUR`：偏移量相对于当前位置。
- `SEEK_END`：偏移量相对于文件末尾。

返回值是新的文件偏移量（-1表示错误）

常用作用：使用lseek 获取文件大小、配合truncate拓展文件大小
使用lseek获取文件大小的例子：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <filename>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open error");
        exit(1);
    }

    off_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
    if (size == -1) {
        perror("lseek error");
        exit(1);
    }

    printf("File size: %ld bytes\n", size);

    close(fd);
    return 0;
}

59P 传入传出参数

传入参数： 1. 指针作为函数参数。 2. 同常有 const 关键字修饰。 3. 指针指向有效区域，在函数内部做读操作。

传出参数： 1. 指针作为函数参数。 2. 在函数调用之前，指针指向的空间可以无意义，但必须有效。 3. 在函数内部，做写操作。 4。函数调用结束后，充当函数返回值。

传入传出参数： 1. 指针作为函数参数。 2. 在函数调用之前，指针指向的空间有实际意义。 3. 在函数内部，先做读操作，后做写操作。 4. 函数调用结束后，充当函数返回值。

60P 目录和inode

inode：它是文件系统中的一个数据结构，用于存储文件的元数据信息。每个文件在文件系统中都有一个唯一的inode号码，通过这个号码可以访问文件的元数据信息，例如文件的权限、所有者、大小、创建时间、修改时间等等。
在Linux文件系统中，文件名和inode号码是分开存储的。文件名存储在目录中，而inode号码存储在文件系统的inode表中。
一个文件主要由两部分组成，dentry(目录项)和 inode。所谓的删除文件，就是删除 inode，但是数据其实还是在硬盘上，以后会覆盖掉。（参考某些数据恢复措施）