文件系统

1. 文件创建（Create）

文件创建是指在文件系统中生成一个新的文件。

操作步骤:

  • 指定文件名: 用户或应用程序需要指定新文件的名称和路径。
  • 分配目录项: 文件系统会在目标目录下分配一个新的目录项，用于存储文件的元数据。
  • 分配磁盘空间: 文件系统分配一定数量的磁盘块给该文件，通常至少包含一个用于存储文件的内容。
  • 初始化文件描述符: 创建一个文件描述符，供后续文件操作使用。

系统调用:

  • creat()：创建一个新文件，通常同时打开该文件。
  • open()：可以用于创建文件，当文件不存在时，如果指定了O_CREAT标志，文件将被创建。

2. 文件删除（Delete）

文件删除是指从文件系统中移除一个文件，使其无法再被访问。

操作步骤:

  • 找到文件路径: 系统需要确定要删除的文件的完整路径。
  • 释放目录项: 文件系统从目录结构中移除该文件的目录项。
  • 释放磁盘空间: 文件系统释放该文件占用的所有磁盘块，使这些块可以被其他文件重用。
  • 关闭文件描述符: 如果文件正被打开，需要关闭其对应的文件描述符。

系统调用:

  • unlink()：用于删除文件。
  • remove()：删除文件或目录。
  • rmdir()：用于删除空目录。

3. 文件读取（Read）

文件读取是指从文件中获取数据，通常涉及将数据从磁盘或缓存加载到内存。

操作步骤:

  • 打开文件: 使用文件描述符打开文件。
  • 读取数据: 指定读取的字节数，系统会从指定位置（或当前读指针）开始读取数据。
  • 更新读指针: 读取数据后，系统会自动更新文件的读指针，使其指向下一次读取的位置。

系统调用:

  • read()：从文件中读取数据。
  • pread()：从指定偏移量处读取数据，不影响当前文件指针。

4. 文件写入（Write）

文件写入是指向文件中写入数据，将数据存储到磁盘上。

操作步骤:

  • 打开文件: 使用文件描述符打开文件，并指定写入模式。
  • 写入数据: 系统会将数据写入文件的指定位置（或当前写指针位置）。
  • 更新写指针: 写入数据后，系统会自动更新文件的写指针。
  • 更新文件大小: 如果写入的数据超出了当前文件大小，文件系统会扩展文件大小以适应新数据。

系统调用:

  • write()：向文件中写入数据。
  • pwrite()：向文件的指定偏移量写入数据，不影响当前文件指针。
  • append()：在文件末尾追加数据。

5. 文件打开（Open）

文件打开是指将文件与一个文件描述符关联，以便对文件进行后续的读、写操作。

操作步骤:

  • 查找文件路径: 系统通过文件路径查找到文件的目录项。
  • 分配文件描述符: 系统为该文件分配一个文件描述符，标识文件在进程中的打开状态。
  • 设置文件模式: 指定文件的打开模式（如只读、只写、读写、追加等）。
  • 初始化文件指针: 将文件的读写指针初始化为文件的起始位置（或末尾位置，视打开模式而定）。

系统调用:

  • open()：打开一个文件并返回文件描述符。
  • fopen()：用于C标准库中，以文件指针的形式返回。

6. 文件关闭（Close）

文件关闭是指释放文件描述符，将文件从当前进程中断开，保存文件的状态。

操作步骤:

  • 刷新缓存: 将文件缓冲区中的数据写回磁盘，确保数据一致性。
  • 释放文件描述符: 系统释放文件描述符，使其可以被其他文件或进程使用。
  • 更新文件元数据: 文件系统更新文件的元数据，例如最后修改时间、文件大小等。

系统调用:

  • close()：关闭文件描述符，使之失效。
  • fclose()：用于C标准库中，关闭文件指针。

总结：