Linux

导言在 C 语言的文件操作和输入输出重定向场景中，我们常常会遇到dup函数，而不是直接对文件描述符进行赋值操作，这背后有着深刻的原因，涉及到操作系统资源管理、文件描述符特性以及程序的健壮性等多个方面。 一、直接赋值与 dup 函数的本质差异1. 直接赋值的局限性在 C 语言中，文件描述符是一个非负整数，用于标识打开的文件。如果尝试对文件描述符进行直接赋值，例如int new_fd = old_fd;，这仅仅是进行了值的拷贝。此时new_fd和old_fd虽然数值相同，但它们相互独立，对其中一个文件描述符进行的操作（如关闭、读写）不会影响另一个。这种简单的赋值无法实现文件描述符的共享和关联，无法满足一些特定场景下对文件操作的需求 。 2. dup 函数的工作原理dup函数的原型为int dup(int...

导言在 C 语言的编程世界里，输入输出以及文件操作是与外界交互、处理数据存储的重要环节。scanf、printf、open、fopen、read、fread、write、fwrite、fseek、lseek、mmap这些函数各司其职，共同构建起强大的数据处理体系。本文将详细介绍这些函数的功能、用法、示例，并进行对比分析。 一、标准输入输出函数：scanf 与 printf1. printf 函数及其变体printf函数是 C 标准输入输出库（stdio.h）中用于格式化输出的函数，其原型为int printf(const char *format, ...)。其中，format是格式控制字符串，包含普通文本和格式说明符；...表示可变参数列表。 123456789#include <stdio.h>int main() { int num = 10; float f = 3.14; char str[] = "Hello, World!"; ...

一、函数概述在 UNIX 和 Linux 系统编程中，stat和fstat用于获取文件状态信息，如大小、权限、修改时间等，信息存于struct stat结构体。二者功能相似，但参数类型和使用场景不同，合理使用可提升文件操作效率。 二、函数原型与参数对比 函数 原型 参数说明 stat int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf); pathname：文件路径；statbuf：存储信息的结构体指针 fstat int fstat(int fd, struct stat *statbuf); fd：已打开文件描述符；statbuf：存储信息的结构体指针 stat依赖文件路径，适用于文件未打开时；fstat基于文件描述符，需文件已打开。 三、返回值与结构体信息成功返回0，填充struct stat结构体；失败返回-1，设置errno。结构体常见字段包括设备 ID、inode 编号、权限等。 四、核心差异分析4.1 参数类型差异stat用路径名，如stat("example.txt",...

一、认识 Linux 文件系统1.1 磁盘文件名与磁盘分区 物理特性：磁区（Sector）是最小物理存储单元，现代磁盘常见 512 字节与 4K 两种格式。多个磁区在物理上连续排列形成磁柱（Cylinder），磁盘读写以磁柱为单位进行寻址。例如，传统机械硬盘通过磁头沿磁柱移动实现数据读写，固态硬盘则通过闪存芯片的区块管理模拟类似机制。 分区表格式 MSDOS（MBR）：磁盘首个磁区包含 446 字节的主要开机区（MBR Boot Code）和 64 字节的分区表。由于仅能记录 4 笔主分区信息，若需更多分区需通过扩展分区实现逻辑分区。其容量上限受限于 32 位地址空间，无法管理超过 2TB 的磁盘。 GPT：使用 34 个 LBA 区块记录分区信息，磁盘末尾 33 个 LBA 作为备份。支持创建 128 个以上分区，突破 2TB 容量限制，且每个分区记录可独立格式化。GPT 还引入 CRC 校验机制，提高分区表的可靠性。 磁盘文件名：实体磁盘文件名遵循 /dev/sd[a-p] 规则（如 /dev/sda 表示第一块 SCSI/SATA 磁盘），虚拟磁盘（如...

导言 在 Linux 系统的理论研究与工程实践过程中，权限分配机制、程序运行监控及基础管理策略构成了系统安全与资源调度的核心理论体系。深入解析这些关键技术，不仅有助于构建稳固的系统安全防线，还能通过资源的精细化管理提升系统整体运行效能。以下将对这些核心内容展开系统性探讨。 一、权限在目录与文件系统中的作用机制 Linux 系统基于用户身份（所有者、所属组、其他用户）与权限类型（读r、写w、执行x）构建三维权限管理模型。不同文件类型（普通文件、目录文件）权限语义差异显著，影响资源访问与操作。 普通文件权限：读权限允许查看内容；写权限支持内容修改但不包括删除；执行权限赋予运行能力，但需文件内容有效。 目录文件权限：读权限可枚举文件名；写权限能修改目录结构；执行权限决定能否进入目录。 二、程序管理的理论与实践 在 Linux 系统运行中，程序从外部设备加载到内存后成为进程，对进程的监控与调度是系统管理关键。 1. 程序与进程的概念辨析 程序：静态存储于硬盘等介质的二进制文件，无运行时动态特征。 进程：程序执行时，系统将代码、数据及权限载入内存并分配...

引言在网络编程的世界里，即时通信是一个核心话题。如何实现一个高效、稳定的聊天系统？本文将通过分析一个基于 select 的即时聊天程序 B 端代码，深入探讨 Unix/Linux 环境下的网络编程技术，包括命名管道、I/O 多路复用和非阻塞 I/O 等核心概念。 一、 整体架构设计 这个即时聊天程序采用客户端 - 客户端 (C2C) 架构，通过命名管道实现两个客户端之间的双向通信。系统结构简洁明了，如下图所示： 12345678+----------------+ +----------------+| 客户端A进程 | | 客户端B进程 || | | || 写入1.pipe |--------------> | 读取1.pipe || | | || 读取2.pipe ...

在学习 Linux 系统的过程中，文件权限与账号管理是极为重要的基础内容，这部分知识对于理解系统安全机制、实现资源合理分配与管理有着关键作用。下面对“Linux基础文件权限与基础账号管理” 课程内容进行梳理总结。 一、课程整体框架 课程围绕 RockyLinux 9.x 展开 Linux 基础训练，涵盖初次使用、指令列模式、文件管理、vim 使用等多方面内容。本次重点学习的第四课，聚焦于 Linux 基础文件权限与基础账号管理，后续课程还将深入权限应用、程序管理、文件系统管理等进阶内容，形成完整的学习体系。 二、Linux 传统权限 1.权限概念与身份划分Linux 权限旨在保护文件资料，其设置基于用户、群组、其他人三种身份。用户即文件所有者；群组是文件所属的团队；其他人则是不属于用户且未加入群组的账号。以学校借书为例，小老师为使用者，本班同学为群组，隔壁班同学为其他人，清晰展现了不同身份在文件管理中的权限差异。 2.文件权限观察查看指令：使用ls -l或ll可查看文件权限，如ls -ld...

一、批量文件创建技术与花括号扩展应用 1.1 多维度参数组合文件创建在 Linux 中，利用花括号{}的扩展功能可高效创建具有规律命名的文件。以在/dev/shm/testing目录下创建 36 个名为mytest_XX_YY_ZZ的文件为例，其中XX为jan,feb,mar,apr，YY为one,two,three，ZZ为a1,b1,c1，可通过以下命令实现： 12mkdir -p /dev/shm/testingtouch /dev/shm/testing/mytest_{jan,feb,mar,apr}_{one,two,three}_{a1,b1,c1} 原理解析：花括号内的参数会被展开为所有可能的组合，等价于执行 3×3×4=36 次touch操作。mkdir -p用于确保目录存在，避免因路径不存在导致错误。 1.2 序列数字文件批量生成若需创建4XXXC001到4XXXC050的 50 个文件，可结合{}与序列生成语法： 12mkdir -p...

一、date 指令相关操作 显示 “小时：分钟” 格式：执行指令date +%H:%M，即可按照 “小时：分钟” 的格式输出当前时间，如 “15:20” 。其中%H表示 24 小时制的小时数，%M表示分钟数。 date +%s****输出信息：该指令输出的是从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 到当前时间的秒数，也被称为 Unix 时间戳。它常用于时间相关的计算和记录，在编程和系统管理中应用广泛 。 显示两天前的+%Y/%m/%d****格式日期：使用指令date -d "2 days ago" +%Y/%m/%d，-d选项用于指定日期字符串，“2 days ago” 表示两天前，后面的+%Y/%m/%d用于指定输出格式，以 “年 / 月 / 日” 的形式展示日期。 显示 “西元年 - 日 - 月 小时：分钟” 格式：执行指令date +%Y-%d-%m...

计算机与操作系统知识要点解析 在计算机技术不断发展的今天，深入了解计算机组成、操作系统相关知识，对我们更好地使用和探索计算机世界有着重要意义。接下来，就让我们一同深入探讨这些知识要点，这也是对鸟哥的私房菜课后题回答的整理。 计算机概论基础Unix 基础Linux 基础RockyLinux 9 的基本操作一、计算机概论基础 1. 计算机组成的五大单元计算机组成的五大单元分别是运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。运算器负责算术运算和逻辑运算；控制器是计算机的指挥中心，控制各部件协调工作；存储器用于存储数据和程序；输入设备将外部信息转换为计算机能接受的形式；输出设备则把计算机处理的结果以人们能识别的形式输出。 2. CPU 主要包含的单元CPU 主要包含运算器和控制器这两个单元。运算器执行具体的运算操作，控制器则根据指令的要求，协调和控制计算机各部件的工作，二者协同工作，使得 CPU 能够高效地处理各种任务。 3. I/O bound 与 CPU boundI/O bound 指的是输入 /...

导言 在计算机系统的文件处理领域，数据传输效率是衡量程序性能的重要指标。传统文件复制操作依赖于read和write系统调用，这种方式在用户空间与内核空间之间存在多次数据拷贝过程，导致不可忽视的性能损耗。而基于内存映射（mmap）技术的文件复制方案，通过将文件内容直接映射至进程地址空间，有效减少数据拷贝次数，从而显著提升数据处理效率。本文将对一段基于内存映射的 C 语言文件复制代码进行深入分析，详细阐述其实现机制与设计原理。 一、头文件与宏定义123456789#include <sys/mman.h>#include <sys/types.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define ARGS_CHECK(argc, num) if (argc != num) { fprintf(stderr, "Usage:...

一、引言：为什么需要实现目录树打印？在系统编程和文件管理场景中，直观展示目录结构是一项基础需求。通过递归遍历目录并以树状结构输出，我们可以： 学习价值：深入理解文件系统操作、递归算法和层级结构的编程实现； 工程实践：为文件管理器、备份工具、磁盘空间分析等程序提供基础功能； 调试辅助：快速查看目录结构，辅助定位文件路径问题。 本文将通过 C 语言实现一个完整的目录树打印程序，涵盖目录遍历、递归处理、树状符号渲染等核心技术点。 二、功能说明：目录树打印程序的核心能力 该程序通过以下功能实现目录结构的可视化： 递归遍历：从指定目录开始，递归扫描所有子目录； 树状渲染：使用├──、└──、│ 等符号构建层级结构； 排序显示：按字母顺序排列目录和文件； 错误处理：包含完整的错误检查和提示机制。 程序运行效果示例： 12345678910projects/├── src/│ ├── main.c│ └── utils/│ ├── string.c│ └── file.c├── include/│ ├── utils.h│ └──...

一、目录流操作与文件系统基础1.目录流核心概念体系目录流是 Linux 文件系统中用于读取目录信息的核心机制，其设计基于 "一切皆文件" 的哲学思想。在 Linux 系统中，目录本质上是一种特殊文件，存储着文件名与 inode 节点的映射关系。目录流操作通过一组系统调用与库函数，实现了对目录内容的遍历与管理。 从系统架构视角看，目录流操作涉及三层关键概念： 系统调用层：用户空间与内核交互的底层接口，如open_dir、read_dir等，直接对应内核文件系统模块的操作 库函数层：对系统调用的封装抽象，如 POSIX 标准定义的opendir()、readdir()等函数 内核结构层：Linux 内核中文件系统相关的数据结构，如inode、dentry等核心结构体 POSIX 标准的形成标志着目录流操作的规范化发展。该标准定义了 26 个与文件系统相关的头文件，确保了 UNIX/Linux 系统间的接口兼容性。而 ISO-C 标准定义的 24 个头文件则提供了更基础的 C...

导言 在 Linux 操作系统的体系架构中，目录流作为文件系统交互的核心组件，承担着目录信息检索与层级结构遍历的关键功能。对于系统开发者与运维工程师而言，深入剖析目录流的理论基础与实践机制，是掌握 Linux 系统编程范式与实现高效系统管理的必要前提。 一、目录流的核心概念 1.1 目录流的定义与作用目录流是一组用于目录信息检索与遍历操作的函数集合，在 Linux 文件系统树形结构的构建与维护中发挥着关键作用。通过目录流接口，用户能够获取目录下的文件与子目录元数据，解析文件属性信息，从而实现对文件系统的精细化操作。该机制广泛应用于文件管理工具开发、数据备份系统构建以及系统监控程序设计等领域。 1.2 系统调用：用户空间与内核的桥梁系统调用作为用户空间与内核交互的唯一标准接口，构成了目录流功能实现的底层支撑体系。当用户空间程序调用目录流相关函数时，通过系统调用机制将请求传递至内核态，由内核完成具体操作并返回执行结果。 在这一过程中，C 标准库与 POSIX...

一、引言 在 Linux 操作系统生态中，ls - l命令作为文件系统目录信息检索的核心工具，能够以列表形式结构化呈现文件及目录的详细元数据信息，在系统管理、软件开发、运维保障等场景中具有不可替代的作用。通过自主开发具备类似功能的程序，有助于深入理解文件系统接口规范、系统调用机制及 C 语言在底层编程中的应用范式。本文提出的directory_lister.c程序，旨在通过 C 语言编程实现ls - l命令的核心功能，为相关领域的学术研究与工程实践提供可复用的技术样本。 二、程序整体架构设计 2.1 功能模块划分directory_lister.c程序基于模块化设计理念，划分为四个核心功能模块，各模块通过清晰的接口定义实现协同工作，共同完成目录列表功能： 参数解析模块：该模块负责解析命令行输入参数，实现目标目录路径的动态确定。程序通过argc（命令行参数数量）和argv（参数数组）获取用户输入，若未指定目录路径，则自动将当前工作目录作为默认目标。这种设计符合 Linux...

一. 文件复制性能测试程序技术解析在计算机系统性能优化领域，I/O 操作效率一直是关键研究方向。本文将深入解析一个用于测试不同缓冲区大小对文件复制性能影响的 C 语言程序，从底层系统调用到高层性能分析，全面阐述其技术实现与优化细节。 二. 程序整体架构设计该程序通过动态调整缓冲区大小（1KB 至 1MB），对文件复制过程进行性能测试。整体架构遵循 "打开 - 读取 - 写入 - 关闭" 的经典 I/O 操作流程，并引入精确计时机制与健壮的错误处理逻辑。程序的核心创新点在于：通过控制单一变量（缓冲区大小）来量化其对 I/O 性能的影响，为系统调优提供数据支撑。 三. 核心函数功能解析3.1 系统调用层函数3.1.1 open 函数12int open(const char *pathname, int flags);int open(const char *pathname, int flags, mode_t...

一、编译工具链：代码到可执行程序的“工业流水线”编译是将人类可读的C代码转换为计算机可执行的二进制指令的过程。GNU编译器套件（GCC）通过预处理→编译→汇编→链接四阶段流水线实现这一转换，每个阶段均有明确的功能边界与技术实现。 1.1 预处理阶段：代码的文本转换与宏展开预处理（Preprocessing）由cpp（C Preprocessor）完成，核心任务是文本级别的代码转换，为后续编译阶段提供“干净”的输入。 关键操作与技术细节 头文件包含（#include）：通过递归展开头文件内容（如#include 会插入标准库头文件的完整内容），解决代码复用问题。现代编译器（如GCC）采用“头文件缓存”优化，避免重复解析。 宏替换（#define）：文本替换（如#define MAX 100将所有MAX替换为100），支持带参数的宏（如#define SQUARE(x) ((x)*(x))）和条件编译（如#ifdef DEBUG）。 行控制（#line）：修改编译器报告的行号与文件名（常用于生成代码的工具链）。 技术验证：通过gcc -E hello.c -o...

一、Linux 系统架构：用户空间与内核的交互桥梁Linux 系统采用分层架构，核心逻辑围绕“用户空间”与“内核空间”的协作展开。用户程序无法直接操作硬件，必须通过内核提供的接口——这一接口正是我们今天要深入理解的系统调用、库函数与Shell 命令。 1.1 层次结构概览Linux 系统的运行逻辑可简化为三层模型（从用户到内核）： 层级 角色描述 典型代表/技术 应用层 用户直接使用的软件（如浏览器、文本编辑器） Vim、GCC、Python 库函数层 对系统调用的封装，提供更易用的编程接口 C 标准库（如 fopen）、GNU C 库 系统调用层 内核暴露给用户空间的“唯一入口”，直接控制硬件资源 open、read、write 内核层 管理硬件资源（CPU、内存、磁盘），实现进程调度、文件系统等核心功能 Linux 内核（进程管理、内存管理） 关键结论：所有用户程序的操作（如读写文件、启动进程），最终都必须通过系统调用请求内核完成。 1.2 系统调用：用户与内核的“翻译官”系统调用（System...

引言如果说现代计算机的世界是一片浩瀚的海洋，那么Linux无疑是其中最汹涌的浪潮之一。它不仅打破了Windows与Unix长期垄断操作系统的格局，更以“开源”为旗帜，重塑了全球软件开发的协作模式。今天，我们将沿着时间线，从Unix的诞生说起，一步步揭开Linux如何从一个芬兰学生的“个人实验”，成长为支撑云计算、AI、移动设备的核心技术。 一、土壤：Unix与自由软件运动的萌芽（1960s-1990年代初）1.1 Unix的诞生：从“太空旅行”游戏开始的革命故事要从1969年的贝尔实验室说起。那时的计算机还是“庞然大物”，程序员需要通过打孔卡输入指令，等待数小时才能得到结果。为了改变这种低效，贝尔实验室、MIT和通用电气联合启动了Multics计划（多路信息计算系统），目标是让大型主机同时支持300多个终端——这在当时堪称“科幻级”设想。 但Multics项目因资金和技术复杂度过高，1969年贝尔实验室选择退出。不过，参与项目的工程师肯·汤普森（Ken...

一、为什么是 Linux？最近在工作中频繁接触服务器部署、自动化运维的需求，同事用一行 ssh user@ip 轻松连接远程机器时，我还在对着图形界面找「连接远程服务器」的按钮；看到运维同学用 grep -i error /var/log/nginx/access.log 秒定位日志错误，我还在手动翻页找关键词…… 这些瞬间让我意识到：Linux 不再是「技术加分项」，而是「解决问题的刚需」。无论是想往运维、后端开发，还是云计算方向深耕，Linux 都是我绕不开的技术底座。 今天，我为自己写下这份学习计划——不为「速成」，只为「系统生长」，以及远离土木，珍爱生命。 学习仓库可见：鸟叔讲Linux、品读 Linux 0.11 核心代码 二、我的学习目标：「能用」-->「掌控」我不想成为「背命令的工具人」，而是希望： 短期（1-3个月）：能独立完成 Linux 服务器的日常操作（安装、配置、排障），写出可复用的 Shell...