二十六、文件系统API（设备在应用间的共享；目录和文件API）

一、设备咱应用程序之间的共享

终端

1、多个进程并行打印，如何保证不混乱

2、多个进程并行读，就会发生竞争

GPU（CUDA）

1、每个CUDA应用程序都是一系列CUDA的API调用

2、全部有驱动实现调度（隔离）

磁盘需要支持数据的持久化

1、应用程序的数据

（1）可执行文件和动态链接库

2、用户数据

3、系统数据

（1）manpage

（2）系统配置

二、文件系统：虚拟磁盘

目标：

1、提供合理的API使得多个应用程序能共享数据

2、提供一定的隔离，使得恶意/错误不会大量奔溃

存储设备（字节序列）的虚拟化

1、磁盘（I/O设备）=一个可以读写的字节序列

2、虚拟磁盘（文件）=一个可以读写动态字节序列

（1）命名管理

        虚拟磁盘的名称，检索和便利

（2）数归管理

        随机访问（读写）

三、虚拟磁盘：命令管理

信息的局部性：将虚拟磁盘（文件）组织成层次结构

1、目录树

目录的根

1、Windows

C:\Program Files\

D:\User

2、Unix/Linux

（1）只有一个根目录

/home/xxx

3、目录树的拼接

Unix：允许任意目录”挂载“一个设备代表的目录树

（1）可以将把设备挂载在任何位置

mount系统调用
int mount(const char *source, const char *target,
          const char *filesystemtype, unsigned long mountflags,
          const void *data);

mount /dev/sdb /mnt

umount mnt

四、Linux的启动流程

Linux-minimal运行在‘initramfs’模式

1、Linux-minimal启动流程

export PATH=/bin
busybox mknod /dev/sda b 8 0
busybox mkdir -p /newroot
busybox mount -t ext2 /dev/sda /newroot    #将/dev/sda设备挂载在/newroot
exec busybox switch_root /newroot/ /etc/init

2、文件的挂载

文件 = 磁盘上的虚拟磁盘

挂载文件 = 在虚拟磁盘上虚拟出的虚拟磁盘

（1）Linux的处理方式

        创建一个loopback（回环）设备

        设备驱动把设备的read/write翻译成文件的read/write

        使用lsblk查看系统中的block devices（strace）

        strace查看挂载的流程

ioctl(3, LOOP_CTL_GET_FREE)
ioctl(4, LOOP_SET_FD, 3)

五、目录管理

1、mkdir

（1）创建一个目录

（2）可以设置权限

2、rmdir

（1）删除一个空目录

（2）没有”递归删除“的系统调用

        rm -rf 遍历删除

六、硬链接

需求：同一个运行库有多个版本

使用一个链接可以避免一份拷贝

七、软链接

软链接：在文件里存储一个跳转提示

1、软链接也是一个文件

（1）当引用这文件时，去找另一个文件

（2）可以跨文件系统，可以链接目录