Linux系统编程——文件I/O

文件描述符

系统调用中操作I/O的函数但是针对文件描述符的
文件描述符（file descriptor）通常是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在访问的文件。当打开一个现有文件或创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。
文件描述符 0 与进程的标准输入（standard input）关联
文件描述符 1 与 标准输出（standard output）关联

文件描述符 2 与 标准错误（standard error）关联

#define STDIN_FILENO  0 //标准输入的文件描述符

#define STDOUT_FILENO 1 //标准输出的文件描述符

#define STDERR_FILENO 2 //标准错误的文件描述符

0,1,2对应的物理设备: 键盘，显示器，显示器。
文件描述符的作用域仅为当前进程
Linux 中一个进程最多只能打开 NR_OPEN_DEFAULT （即1024）个文件

系统调用I/O函数

1.open（打开或创建一个文件）

头文件

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

函数原型

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int creat(const char *pathname,mode_t mode);

参数：

pathname：要打开或创建的文件名称。(含路径，缺省为当前路径)

flags：标志位，指定打开文件的操作方式。（前三个常量必须指定且只能指定一个）

flags	解释
O_REONLY	只读方式打开文件
O_WRONLY	可写方式打开文件
O_RDWR	读写方式打开文件
O_CREAT	如果文件不存在时就创建一个新文件，并用第三个参数为其设置权限。
O_EXCL	如果使用O_CREAT 时文件存在，则可返回错误信息。这一参数可测试文件是否存在。
O_NOCTTY	使用本参数时，如文件为终端，那么终端不可以作为调用open （）系统调用的那个进程的控制终端。
O_TRUNC	如文件已经存在，并且以只读或只写成功打开，那么将其长度截短为0。
O_APPEND	以添加方式打开文件，在打开文件的同时，文件指针指向文件末尾。

mode：指定新文件的访问权限。(仅当创建新文件时才使用该参数)

宏	八进制数	解释
S_IRWXU	00700	代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRUSR 或S_IREAD	00400	代表该文件所有者具有可读取的权限。
S_IWUSR 或S_IWRITE	00200	代表该文件所有者具有可写入的权限。
S_IXUSR 或S_IEXEC	00100	代表该文件所有者具有可执行的权限。
S_IRWXG	00070	代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRGRP	00040	代表该文件用户组具有可读的权限。
S_IWGRP	00020	代表该文件用户组具有可写入的权限。
S_IXGRP	00010	代表该文件用户组具有可执行的权限。
S_IRWXO	00007	代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。
S_IROTH	00004	代表其他用户具有可读的权限。
S_IWOTH	00002	代表其他用户具有可写入的权限。
S_IXOTH	00001	代表其他用户具有可执行的权限。

返回值：若成功返回文件描述符，否则返回-1并设置变量errno的值。

示例：

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

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{	
	int fd = open("./file1",O_RDWR); //打开名为"file1"的文件
	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600); //没有此文件则创建，6为可读可写
		if(fd > 0){
			printf("file1 creat success!\n");
		}
	}
	close(fd);
	return 0;
}

2.write（把指定数目的数据写入文件）

头文件：
```
#include <unistd.h>
```

函数原型：

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

各参数及返回值的含义如下：
- fd：要写入文件的描述符。
- buf：要写入的数据。
- count：要写入数据的字节数。
- 返回值：若成功返回已写的字节数，出错则返回-1并设置变量errno的值。
size_t是无符号整型，ssize_t是有符号整型

3.read（把指定数目的数据读文件）

头文件：
```
#include <unistd.h>
```

函数原型：

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);//从文件描述符fd读取count个字节的数据到从buf开始的缓冲区中。

各参数及返回值的含义如下：
- fd：要读取的文件的描述符。
- buf：读取到的数据放入的缓冲区。
- count：读取到的字节数。
- 返回值：若成功返回读到的字节数，若已到文件结尾则返回0，若出错则返回-1并设置变量errno的值。

4.lseek（移动读、写指针位置）

头文件：

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

函数原型

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

各参数及返回值的含义如下：

filder：文件的描述符。
offset：offset个字节（可正可负）
whence：文件偏移量设置方式

宏	意义
SEEK_SET	将文件偏移量设置在距文件开始处offset个字节
SEEK_CUR	将文件偏移量设置在其当前值加offset个字节
SEEK_END	将文件偏移量设置为文件长度加offset个字节

返回值：若成功偏移则返回new file offset，若出错则返回-1并设置变量errno的值。

5.close（关闭一个文件描述符）

头文件：
```
#include <unistd.h>
```
函数原型
```
int close(int fd);
```
fd：要关闭的文件的描述符。
返回值：若成功返回0，出错则返回-1。
当close关闭动态文件时，close内核将内存中动态文件内容去更新块设备中的静态文件。

小技巧：利用lseek计算文件大小

lseek(fd,0,SEEK_SET);
int filesize = lseek(fd,0,SEEK_END);
printf("file's size is:%d\n",filesize);

函数使用示例

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

int main()
{	
	int fd;
	char* buf = "NB 666 my baby!";	
	
	fd = open("./file1",O_RDWR);
	if(fd == -1){
		printf("open file1 failed\n");
		fd = open("./file1",O_RDWR|O_CREAT,0600);
		if(fd > 0){
			printf("file1 creat success!\n");
		}
	}
	printf("open success fd:%d\n",fd);
	
	int n_write = write(fd,buf,strlen(buf));
	if (n_write != -1){
		printf("write %d Byte to file\n",n_write);
	}

	lseek(fd,0,SEEK_SET);
	
	char *readBuf = (char*) malloc(sizeof(n_write+1));
	int n_read = read(fd,readBuf,n_write);
	printf("read:%d byte\n context:%s\n",n_read,readBuf);
	close(fd);

	return 0;
}

小应用：实现Linux下cp命令

功能：将文件1拷贝到文件2，没有文件2则创建文件2

./mycp src.c des.c

代码：

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

int main(int argc,char **argv)
{	
	int fdSrc; //文件1
	int fdDes; //文件2

	if(argc != 3){     //一共三个参数
		printf("pararm error!\n");
		exit(-1);
	}	
	
	fdSrc = open(argv[1],O_RDWR);   //打开文件1
	if(fdSrc == -1){
		printf("no '%s' file\n",argv[1]);
		
	}
	
	lseek(fdSrc,0,SEEK_SET);
    int filesize = lseek(fdSrc,0,SEEK_END);//计算文件1大小
	
	lseek(fdSrc,0,SEEK_SET);  //将文件1内容读到开辟的buf内
	char *readBuf = (char*) malloc(filesize+1);
    int n_read = read(fdSrc,readBuf,filesize);
        
	
	fdDes = open(argv[2],O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,0600);  //将buf内容写入文件2
	int n_write = write(fdDes,readBuf,strlen(readBuf));


	close(fdSrc);
	close(fdDes);
	free(readBuf);

	return 0;
}

posted @ 2021-08-11 10:44 rain土阅读(123) 评论(0) 收藏举报

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