3. 文件与I/O

3. 文件与I/OO

read系统调用

函数原型

• 一旦有了与一个打开文件描述相连的文件描述符，只要该文件是用O_RDONLY或O_RDWR标志打并的，就可以用read()系统调用从该文件中读取字节
• 函数原型:
• ssize_t read(int fd, void buf, size_t count);
• 参数
  • fd:想要读的文件的文件描述符
  • buf :指向内存块的指针，从文件中读取来的字节放到这个内存块中
  • count :从该文件复制到buf中的字节个数
• 返回值
  • 如果出现错误，返回-1 , 读文件结束,返回0,否则返回从该文件复制到规定的缓冲f区中的字节数d

wirte系统调用

write

• 用write()系统调用将数据写到一个文件中
• 函数原型:
  • ssize_t write(int fd,const void*buf, size_t count);
  • ssize_t 为有符号数
• 函数参数:
  • fd:要写入的文件的文件描述符
  • buf:指向内存块的指针，从这个内存块中读取数据写入到文件中
  • count:要写入文件的字节个数
• 返回值
  • 如果出现错误，返回-1，如果写入成功，则返回写入到文件中的字节个数

读操作一般意味着数据已经从外存读到缓冲区了，但写操作不一定意味着从缓冲区写到外存，除非指定了同步选项（open函数指定 O_SYNC 的标志 或者通过函数fsync（）进行同步）

例子

   1 /* ************************************************************************
  2 > File Name:     01cp.c
  3 > Author:        sansuitaibai
  4 > email:         2657302908@qq.com
  5 > Created Time:  2022年09月18日 17时31分29秒 CST
  6 > Description:   
  7  ************************************************************************/
  8 #include<sys/types.h>
  9 #include<fcntl.h>
 10 #include<sys/stat.h>
 11 
 12 #include<stdio.h>
 13 #include<string.h>
 14 #include<stdlib.h>
 15 #include<errno.h>
 16 #include<unistd.h>
 17 
 18 #define ERR_EXIT(m) \
 19     do{ \
 34     if(infd < 0){
 35         ERR_EXIT("infd oped faul: ");
 36     }
 37     outfd = open(argv[2], O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC , 0644);
 38     if(outfd <0){
 39         ERR_EXIT("outfd open faul");
 40     }
 41     char buf[1024];
 42     int nread = 0;
 43     while((nread = read(infd,buf,1024)) > 0){
 44 
 45         write(outfd,buf , nread);
 46     }
 47 
 48     close(infd);
 49     close(outfd);
 50 
 51 
 52 
 53     return 0;
 54 }                                                                                                                                                             
 55 

结果：

文件的随机读写

• 到目前为止的所有文件访问都是顺序访问。这是因为所有的读和写都从当前文件的偏移位置开始，然后文件偏移值自动地增加到刚好超出读或写结束时的位置，使它为下一次访问作好准备。
• 有个文件偏移这样的机制，在Linux系统中，随机访问就变得很简单，你所需做的只是将当前文件移值改变到有关的位置，它将迫使一次read()或write()发生在这一位置。(除非文件被O_APPEND打开，在这种情况下，任何write调用仍将发生在文件结束处)

lseek

此函数为linux系统调用，对应c库中的fseek

• 功能说明:通过指定相对于开始位置、当前位置或末尾位置的字节数来重定位curp，这取决于lseek()函数中指定的位置
• 原型:
  • off_t lseek (int fd，off_t offset,int base);
• 参数
  • fd：需设置的文件标识符
  • offset：偏移量
  • base：搜索的起始位置，见下表
• 返回值:返回新的文件偏移值

base	文件位置
SEEK_SET	从文件开始处计算偏移
SEEK_CUR	从当前文件的偏移值计算偏移
SEEK_END	从文件的结束处计算偏移

上述标识在头文件<unistd.h>

例子：

  1 /* ************************************************************************
  2 > File Name:     02lseek.c
  3 > Author:        sansuitaibai
  4 > email:         2657302908@qq.com
  5 > Created Time:  2022年09月18日 18时10分27秒 CST
  6 > Description:   
  7  ************************************************************************/
  8 #include<sys/stat.h>
  9 #include<sys/types.h>
 10 #include<fcntl.h>
 11 
 12 #include<stdio.h>
 13 #include<string.h>
 14 #include<unistd.h>
 15 #include<stdlib.h>
 16 #include<errno.h>
 17 
 18 #define ERR_EXIT(m) \
 19     do{ \
 20         perror(m); \
 21         exit(EXIT_FAILURE); \
 22     }while(0)
 23 
 24 int main(){
 25 
 26     int fd = open("test.txt",O_RDONLY);
 27     if(fd < 0){
 28         ERR_EXIT("open");
 29     }
 30     char buf[5];
 31     int nread = 0;
 32     nread =  read(fd,buf, 5);
 33     if(nread <= 0 ){
 34         ERR_EXIT("nread<=0");
 35     }
 36     fprintf(stdout , "%s\n",buf);
 37     int nseek =  lseek(fd,1,SEEK_CUR);
 38     printf("lseek() = %d\n", nseek);
 39     nread =  read(fd,buf, 5);
 40     if(nread <= 0 ){
 41         ERR_EXIT("nread<=0");
 42     }
 43     fprintf(stdout , "%s\n",buf);
 44     close(fd);
 45 
 46     return 0;
 47 }
 48 

结果：

lseek()函数可以移动正在读取文件的当前的指针的位置。

空洞文件hole

  1 /* ************************************************************************                                                                                   
  2 > File Name:     02lseek.c
  3 > Author:        sansuitaibai
  4 > email:         2657302908@qq.com
  5 > Created Time:  2022年09月18日 18时10分27秒 CST
  6 > Description:   
  7  ************************************************************************/
  8 #include<sys/stat.h>
  9 #include<sys/types.h>
 10 #include<fcntl.h>
 11 
 12 #include<stdio.h>
 13 #include<string.h>
 14 #include<unistd.h>

 15 #include<stdlib.h>
 16 #include<errno.h>
 17 
 18 #define ERR_EXIT(m) \
 19     do{ \
 20         perror(m); \
 21         exit(EXIT_FAILURE); \
 22     }while(0)
 23 
 24 int main(){
 25 
 26     int fd = open("hole.txt",O_RDWR);
 27     if(fd < 0){
 28         ERR_EXIT("open");
 29     }
 30     char buf[5];
 31     int nread = 0;
 32     nread =  read(fd,buf, 5);
 33     if(nread <= 0 ){
 34         ERR_EXIT("nread<=0");
 35     }
 36     fprintf(stdout , "%s\n",buf);
 37     int nseek =  lseek(fd,1024*1024*1024,SEEK_CUR);
 38     printf("lseek() = %d\n", nseek);
 39     if(nread <= 0 ){
 40         ERR_EXIT("nread<=0");
 41     }
 42     if(write(fd ,"HELLO", 5) == -1)
 43         ERR_EXIT("wirte:");
 44 
 45     close(fd);
 46 
 47     return 0;
 48 }
 49 

结果：

od的用法

Linux du （英文全拼：disk usage）命令用于显示目录或文件的大小。

目录访问

opendir

• 功能说明:打开一个目录
• 原型:
  • DIR opendir(char*pathname);*
• 参数
  • pathname: 路径名
• 返回值:打开成功，返回一个目录指针打开失败，则返回0

readdir

• 功能说明:访问指定目录中下一个连接的细节
• 原型:
  • struct dirent readdir(DIR dirptr);
• 参数
  • 目录指针
• 返回值:返回一个指向dirent结构的指针，它包含指定目录中下一个连接的细节; 没有更多连接时,返回0

struct dirent {
    ino_t          d_ino;       /* Inode number */
    off_t          d_off;       /* Not an offset; see below */
    unsigned short d_reclen;    /* Length of this record */
    unsigned char  d_type;      /* Type of file; not supported
                                  by all filesystem types */
    char           d_name[256]; /* Null-terminated filename */
};

closedir

• int closedir(DIR *dirptr);
• 返回值： 成功返回0 ，失败返回-1

chmod和fchmod

• 功能说明:用来改变给定路径名pathname的文件的权限位
• int chmod(char* pathname , mode_t mode);
• int fchmod(int fd , mode_t mode);
• 返回值： 成功返回0 ， 失败返回-1.
• Linux chmod命令

chown和fchown

• 功能说明:用来改变文件所有者的识别号(ownerid)或者它的用户组识别号(group lD)

• int chown(char* pathname , uid_t owner , gid_t group);

• int fchown(int fd, uid_t owner ,gid_t group);

• fd为文件描述符。

• 返回值： 成功返回0 ， 失败返回-1.

• Linux chown 命令

rmdir

• 删除一个空目录
• int rmdir(char* pathname);
• 返回值： 成功返回0 ， 失败返回-1.

mkdir

• 用来创建一个称为pathname的新目录，权限为设置为 mode
• int mkdir(char* pathname , mode_t mode);
• 返回值： 成功返回0 ， 失败返回-1.

Linux下DIR，dirent,stat等结构体详解

Linux下DIR，dirent,stat等结构体详解

例子

  1 /* ************************************************************************
  2 > File Name:     02lseek.c
  3 > Author:        sansuitaibai
  4 > email:         2657302908@qq.com
  5 > Created Time:  2022年09月18日 18时10分27秒 CST
  6 > Description:   
  7  ************************************************************************/
  8 #include<sys/stat.h>
  9 #include<sys/types.h>
 13 #include<string.h>
 14 #include<unistd.h>
 15 #include<stdlib.h>
 16 #include<errno.h>
 17 #include<dirent.h>
 18 
 19 #define ERR_EXIT(m) \
 20     do{ \
 21         perror(m); \
 22         exit(EXIT_FAILURE); \
 23     }while(0)
 24 
 25 int main(){
 26 
 27 
 28     mkdir("A",0755);
 29     mkdir("B",0644);
 30     rmdir("A");
 31     DIR* dir = opendir(".");
 32     struct dirent* de = NULL;
 33     while((de = readdir(dir)) != NULL){
 34         if(strncmp(de->d_name , "." , 1) == 0)
 35             continue;
 36         printf("%s\n",de->d_name);
 37     }
 38     chmod("B",0755);
 39     closedir(dir);
 40 
 41 
 42     return 0;
 43 }
 44   

结果：