linux 文件操作

一、open

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
//返回值：成功返回新分配的文件描述符，出错返回-1并设置errno

open函数在C代码里面的实际声明为 int open(const char *pathname, int flags, ...);

其中flags的主先参数有，

• O_RDONLY 只读打开

• O_WRONLY 只写打开

• O_RDWR 可读可写打开

这三个参数是相互排斥的，只能选其中之一,然后可以加上其他的附加参数

• O_APPEND 表示追加。如果文件已有内容，这次打开文件所写的数据附加到文件的末尾而不覆盖原来的内容。

• O_CREAT 若此文件不存在则创建它。使用此选项时需要提供第三个参数mode，表示该文件的访问权限。

• O_EXCL 如果同时指定了O_CREAT，并且文件已存在，则出错返回。

• O_TRUNC 如果文件已存在，并且以只写或可读可写方式打开，则将其长度截断（Truncate）为0字节。

• O_NONBLOCK 对于设备文件，以O_NONBLOCK方式打开可以做非阻塞I/O（Nonblock I/O），非阻塞I/O在下一节详细讲解。

注意open函数与C标准I/O库的fopen函数有些细微的区别：

• 以可写的方式fopen一个文件时，如果文件不存在会自动创建，而open一个文件时必须明确指定O_CREAT才会创建文件，否则文件不存在就出错返回。

• 以w或w+方式fopen一个文件时，如果文件已存在就截断为0字节，而open一个文件时必须明确指定O_TRUNC才会截断文件，否则直接在原来的数据上改写。

参数mode表示权限

注：关于linux的文件权限,参考http://dhjboy.blog.hexun.com/28912287_d.html

　　每个linux 文件都有四种权限，可读r，可写w，可执行x(当为目录时，x 表示可以cd到此目录)和无权限。不同的用户类对同一个文件又享有不同的权限。文件用户分为所有者用户、所有者所属组用户、其他用户。

在shell下，输入 ls -l 命令，则会列出当前文件与目录

ls 
drwxr-xr-x 24 lynd lynd   4096 2012-09-29 16:32 soft
-rw-r--r--  1 lynd lynd     50 2012-09-28 16:29 svn-commit.tmp

    每一行的开头如“drwxr-xr-x”、“-rw-r--r--”，第一位表示文件类型，-表示文件，d表示目录

    2-4位表示文件所有者的权限，u权限
    5-7位表示文件所有者所属组成员的权限，g权限
    8-10位表示所有者所属组之外的用户的权限，o权限   
    2-10位的权限总和有时称为a权限

所以，可以得出:

　　soft是一个文件夹，所有者用户有全部的权限，所有者所属组用户有读与cd权限，其他用户则只有cd权限。

　　svn-commit.tmp是一个文件，所有者用户有读写权限，所有者所属组用户有与其他用户只有读的权限。

文件权限的数字表示法: 将r、w和x分别用4、2、1来代表

原始权限	转换为数字	数字表示法
rwxrwxr-x	(421)(421)(401)	775
rwxr-xr-x	(421)(401)(401)	755

 

　　

 

回到mode参数，mode就是用来设置所创建文件的权限了，可以用八进制数表示，比如0644表示-rw-r--r--，也可以用S_IRUSR、S_IWUSR等宏定义按位或起来表示

 但所使用的mode并不是最终的结果，而是与shell 的 umask 进行&~运算后的结果，如果比如umask为022,而mode为0777，那么最终结果为 -rwxr-xr-x

 

二、 read

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);/*从打开的文件中读数据*/

返回值：成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，如果在调read之前已到达文件末尾，则这次read返回0

三、write

#include <unistd.h>

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

返回值：成功返回写入的字节数，出错返回-1并设置errno

四、seek

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

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

参数offset和whence的含义和fseek的参数相同

五、fcntl改变已打开文件的属性

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

int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

例：

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define MSG_TRY "try again\n"

int main(void)
{
    char buf[10];
    int n;
    int flags;
    flags = fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL);
    flags |= O_NONBLOCK;
    if (fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, flags) == -1) {
        perror("fcntl");
        exit(1);
    }
tryagain:
    n = read(STDIN_FILENO, buf, 10);
    if (n < 0) {
        if (errno == EAGAIN) {
            sleep(1);
            write(STDOUT_FILENO, MSG_TRY, strlen(MSG_TRY));
            goto tryagain;
        }
        perror("read stdin");
        exit(1);
    }
    write(STDOUT_FILENO, buf, n);
    return 0;
}

以下程序通过命令行的第一个参数指定一个文件描述符，同时利用Shell的重定向功能在该描述符上打开文件，然后用fcntl的F_GETFL命令取出File Status Flag并打印。

#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int val;
    if (argc != 2) {
        fputs("usage: a.out <descriptor#>\n", stderr);
        exit(1);
    }
    if ((val = fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL)) < 0) {
        printf("fcntl error for fd %d\n", atoi(argv[1]));
        exit(1);
    }
    switch(val & O_ACCMODE) {
    case O_RDONLY:
        printf("read only");
        break;
    case O_WRONLY:
        printf("write only");
        break;
    case O_RDWR:            
        printf("read write");
        break;
    default:
        fputs("invalid access mode\n", stderr);
        exit(1);
    }
    if (val & O_APPEND)  
        printf(", append");
    if (val & O_NONBLOCK)           
        printf(", nonblocking");
    putchar('\n');
    return 0;
}

 

六、ioctl

ioctl用于传送控制信息，例如，在串口线上收发数据通过read/write操作，而串口的波特率、校验位、停止位通过ioctl设置，A/D转换的结果通过read读取，而A/D转换的精度和工作频率通过ioctl设置.

#include <sys/ioctl.h>

int ioctl(int d, int request, ...);

 

七、mmap

mmap可以把文件的一部分直接映射到内存，这样文件中的位置直接就有对应的内存地址，对文件的读写可以直接用指针来做而不需要read/write函数。（跟据我的经验，并不是所有的文件系统能够使用mmap，jffs2就不行）

#include <sys/mman.h>

 void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flag, int filedes, off_t off);
 int munmap(void *addr, size_t len);

如果addr参数为NULL，内核会自己在进程地址空间中选择合适的地址建立映射。如果addr不是NULL，则给内核一个提示，应该从什么地址开始映射，内核会选择addr之上的某个合适的地址开始映射。建立映射后，真正的映射首地址通过返回值可以得到。len参数是需要映射的那一部分文件的长度。off参数是从文件的什么位置开始映射，必须是页大小的整数倍（在32位体系统结构上通常是4K）。filedes是代表该文件的描述符。

prot参数有四种取值：

• PROT_EXEC表示映射的这一段可执行，例如映射共享库

• PROT_READ表示映射的这一段可读

• PROT_WRITE表示映射的这一段可写

• PROT_NONE表示映射的这一段不可访问

flag参数有很多种取值，这里只讲两种，其它取值可查看mmap(2)

• MAP_SHARED多个进程对同一个文件的映射是共享的，一个进程对映射的内存做了修改，另一个进程也会看到这种变化。

• MAP_PRIVATE多个进程对同一个文件的映射不是共享的，一个进程对映射的内存做了修改，另一个进程并不会看到这种变化，也不会真的写到文件中去。

如果mmap成功则返回映射首地址，如果出错则返回常数MAP_FAILED。当进程终止时，该进程的映射内存会自动解除，也可以调用munmap解除映射。munmap成功返回0，出错返回-1。

例

#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
    int *p;
    int fd = open("hello", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open hello");
        exit(1);
    }
    p = mmap(NULL, 6, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (p == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(1);
    }
    close(fd);
    p[0] = 0x30313233;
    munmap(p, 6);
    return 0;
}

上面的例子也说明，文件关闭之后，并不影响mmap的使用，而munmap才能关闭mmap