文件系统和对象句柄管理

4.1.1.1　文件操作

（1）创建/打开文件

CreateFile函数的功能非常强大，可以用来创建或打开一个给定访问权限和属性的文件、目录、物理磁盘、控制台缓冲区、管道等，甚至用来打开Windows下的大部分底层设备。

在文件操作中，要对文件进行读写等操作，首先必须获得文件句柄，通过CreateFile函数就可以获得文件句柄。CreateFile函数可以映射到Linux中的open 函数，其中的dwDesiredAccess选项在Linux的open 中也有简单的对应，文件访问权限亦可在open 中设置。

这里涉及了Windows中一个非常重要的机制——句柄，它可以用来操作文件、对象等多种结构。句柄分为对象句柄和特殊句柄，其中对象句柄和Linux的文件描述符等同；而特殊句柄一般是地址或者伪句柄或者一些中间结果的操作接口，可以用一个FILE结构替代。

在Linux中，文件描述符的继承是通过fcntl函数来实现的。在Windows中，对象句柄可以被子进程继承，这一属性一般是在句柄创建时设置一次，然后在创建子进程时再临时确定需不需要继承先前设置过的句柄。在Linux中，可以在第一次指定时就将所有可继承的句柄列入一个表中，这样在创建子进程时就可以根据需要来设置表中的句柄。当进程不再使用某一对象句柄时，应当通过Close-Handle函数来向操作系统声明结束对该对象句柄的访问。

在Linux中，使用close函数便可以结束指定的文件描述符。

（2）读写文件

文件创建或打开后，就可以对文件进行读和写操作，读操作是将文件内容读入缓冲并指定读入的字节数，通过返回的BOOL值来告知用户是否成功读入了指定字节数的内容；写操作是将缓冲中的数据写入文件，同样也指定了写入的字节数，通过返回的BOOL值来告知用户是否成功写入了指定字节数的内容。

在Linux中，read 函数和write函数可以实现同样的功能。

（3）获取文件信息

函数GetFileSize用来获取文件大小，若函数执行成功，则返回文件大小的低双字；若lpFileSizeHigh 参数不是NULL，则函数执行后，将文件大小的高双字放入它指向的DWORD变量中。GetFileAttributes函数用来查看指定文件或者目录的属性，SetFileAttributes函数则是用来为指定文件设置dwFileAttributes属性。

这里，函数GetFileSize通过对象句柄来获取文件大小，在Linux中，函数fstat通过文件描述符来获取文件的大小，两者可以相互映射。

GetFileAttributes函数只考虑了文件的FILE_ATTRIBUTE_READONLY属性和FILE_ATTRIBUTE_NORMAL属性，在Linux中，stat函数可以返回详细的文件操作权限，若权限可写，就认为是满足FILE_ATTRIBUTE_NORMAL属性，否则，就认为是满足FILE_ATTRIBUTE_READONLY属性。

同样，SetFileAttributes函数也只考虑了文件的FILE_ATTRIBUTE_READONLY属性和FILE_ATTRIBUTE_NORMAL属性，对应Linux中，chmod 函数则将文件操作权限细化为十余种，由于S_IRUSR｜S_IXUSR｜S_IRGRP｜S_IXGRP｜S_IROTH｜S_IXOTH等模式都不能对文件执行写操作，因此认为它们可以等同FILE_ATTRIBUTE_READONLY属性，而其余S_IRWXU｜S_IRGRP｜S_IXGRP｜S_IROTH｜S_IXOTH等模式则可以与FILE_ATTRIBUTE_NORMAL属性建立对应关系。

（4）文件拷贝、删除和移动

函数CopyFile可以将给定路径的文件以新名字复制到新路径中，如果参数bFailIfExists非零，则当文件存在时，函数执行失败，否则不会导致函数执行失败。

在Linux中，文件分为正规（Regular）和不正规（Irregular）两类。正规文件才是通常意义上的可复制文件。因此首先需要用stat函数来判断文件是否是正规文件。同时，如果新路径和老路径所指的文件（亦即inode节点）相同时，是不能进行复制操作的。当进行文件复制操作时，需要先通过read 函数将源文件中内容全部读出到缓存中，然后再用write函数将内容写入到新路径指定的文件中，最后调用chmod 函数将拷贝后生成的文件的权限设置为与源文件一样。由此可见，Windows中的CopyFile函数所完成的工作，在Linux中，需要由一组函数（stat→read→write→chmod）按一定顺序来完成。

相对而言，函数DeleteFile的映射关系就简单许多，DeleteFile函数用来删除给定的单个文件，删除文件实际上就是删除系统中对应的文件名。在Linux中，unlink 可以实现同等的操作功能。

函数MoveFile用于将指定路径的文件移动到新路径，或者将位于指定路径的文件夹中的文件移动到新路径。在Linux中，可以首先用stat函数来判断指定路径是否是文件夹，若不是文件夹，则调用link 函数将原文件名链接到新文件名上，最后通过unlink 删除原文件名；若是文件夹，则需要递归遍历整个目录子树，然后再依次调用stat、link、unlink 来移动文件。

（5）文件查找

FindFirstFile函数用于到一个文件夹（包括子文件夹）中去搜索指定文件，函数中的类型为LPWIN32_FIND_DATA的参数lpFindFileData指向一个用于保存文件信息的结构体，函数调用成功后，其返回值可以用作FindNextFile函数的参数，以继续查找下一个文件。

在Linux，要实现FindFirstFile函数的功能，可以先使用函数readdir和opendir找到第一个文件，再使用stat函数获取文件权限、最近访问时间、文件大小信息，并存储在一个FILE结构体中，返回指向FILE结构体的句柄，该句柄中包含有用于下次寻找的记录信息。若要继续查找下一个文件，则读取句柄中记录的信息，再调用readdir函数即可。

（6）创建文件夹

函数CreateDirectory用于在指定位置创建一个新文件夹，在Linux中，对应于函数mkdir。(www.xing528.com)

（7）获取/设置工作路径

由于常常都需要读取当前目录下的配置参数文件，或者运行当前目录下的某个程序，因此就需要获取当前进程的目录位置，这就需要使用函数GetCurrentDirectory，该函数可以用来获取当前进程所在的目录。同时也可以使用SetCurrent-Directory函数来改变进程的当前目录。

在Linux中，使用getcwd 函数可以取得当前进程的工作路径，使用函数chdir可以设置调用进程的工作路径。

（8）时间转换

Windows中，函数FileTimeToLocalFileTime用于将文件时间转换成本地时间，函数FileTimeToSystemTime则用于将文件时间转换成系统时间。

在Linux中，要将文件时间转换成本地时间，可以先通过函数localtime来获得时区信息，然后对文件时间做偏移。而要将文件时间转换成系统时间，需要先将文件时间转成Linux中的绝对时间，然后再使用函数gmtime从绝对时间中提取年月日等信息。

在进行时间的转换中，由于Windows的绝对时间是从1601.1.1 12：00：00（UTC）起，以10-7 s为单位计的，而Linux的系统时间是从1970.1.1 00：00：00（UTC）起，以1 s为单位计的［115］［116］。因此存在如下的转换关系：

WindowsTime=LinuxTime·10000000 +116444736000000000

4.1.1.2　系统操作

（1）驱动器查找

Windows中，用FindFirstVolume函数来查询计算机的一个驱动器的名字，调用后，会开始扫描一台计算机上的所有驱动器。此函数打开一个驱动器的句柄，并返回在此计算机上找到的第一个驱动器的信息。函数执行后返回的句柄可以作为函数FindNextVolume和FindVolumeClose的参数，根据返回的句柄FindNextVolume函数可以继续查找下一个驱动器。也可以在不再需要的时候，通过Find-VolumeClose函数来关闭该句柄。

UUID（Universally Unique Identifier）和GUID（Global Unique Identifier）分别是Linux和Windows中对设备的唯一标识的称呼［115］［116］。在Windows中，只有一种格式，XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX，而在Linux中除了这种格式外，还有多种格式，在必要的时候，需要做格式转换。

在Linux中，所有的UUID都存储在目录/dev/disk/by-uuid 下，要获得第一个驱动器的信息，可以通过函数readdir和opendir找出位于该目录下的第一个文件。句柄指向一个FILE结构，对应文件中已经将上述目录中所有UUID文件名输出，最后只需要转换一下字符串格式即可，具体的转换过程，就不在此赘述了。

这样，当要继续查找下一个驱动器时，则只需要读取句柄指向的FILE结构所对应文件中的记录信息即可。

最后，当不再需要使用返回的句柄时，调用fclose函数即可关闭FindFirstFile返回的句柄。

（2）驱动器挂载点查找

FindFirstVolumeMountPoint函数是根据驱动器的GUID来查询该驱动器的第一个挂载点，函数执行后返回的句柄可以作为函数FindNextVolumeMountPoint和FindVolumeMountPointClose的参数，根据返回的句柄FindNextVolumeMountPoint函数可以继续查找下一个驱动器的挂载点。也可以在不再需要的时候，通过Find-VolumeMountPointClose函数来关闭该句柄。

如前文所述，在Linux中，所有的UUID都以文件的形式存放在目录/dev/disk/by-uuid 下，每个UUID文件链接到其对应设备的设备文件。而在文件/etc/mtab 中则给出了所有设备的设备文件和其挂载点的对应关系。因此通过函数readdir和opendir可以得到设备UUID和其挂载点的对应关系。当找到驱动器的第一个挂载点时，便将其所有挂载点记录到返回句柄指向的FILE结构对应的文件中。

这样，当要继续查找下一个挂载点时，就只需要读取句柄指向的FILE结构所对应的文件中的记录信息即可。

最后，当不再需要使用返回的句柄时，调用fclose函数即可关闭FindFirstVolumeMountPoint返回的句柄。

（3）其他操作

Windows中，不仅可以根据GUID获得驱动器挂载点，还可以反向根据驱动器挂载点得到GUID，函数GetVolumeNameForVolumeMountPoint便提供了这一功能。同样，还可以通过SetVolumeMountPoint函数将指定的GUID所对应的驱动器挂载到指定的路径上。

Linux中，要根据驱动器挂载点得到GUID，可以先通过函数readdir和opendir从文件/etc/mtab 中找到挂载点对应的设备文件。接下来再一次通过函数readdir和opendir从文件/dev/disk/by-uuid 中找到设备文件对应的UUID文件，从而找到驱动器对应的UUID，最后通过字符串转换，将其转换为Windows中的GUID格式。

若要将给定GUID对应的驱动器挂载到给定路径上，则可以根据GUID找到其设备文件，然后再调用mount函数。