【APUE】文件IO
不带缓冲的io，绝大多数文件io都只需要用到5个函数open read write lseek close
- 文件描述符
是一个非负整数，当打开或者创建一个文件时，内核向进程返回一个文件描述符，使用open或者create返回的文件描述符标识该文件。
按照惯例，标识0,1,2和标准输入输出和标准错误相关联。
- open函数
#include<fcntl.h>
open(char* pathname, int oflag, [mode_t mode]);
O_RDONLY O_WRONLY O_RDWR 三种读写方式必选一种
可选的比较重要的标识
O_APPEND 每次读写都追加到文件的
O_CREAT 若此文件不存在则创建，需要第三个参数以标识新文件的访问权限位
O_EXCL 测试该文件是否存在，若不存在则创建，将测试和创建两个操作合并成一个原子操作
O_TRUNC 若文件存在且以只读或者只写方式打开，就将其长度截断为0
- lseek函数
off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence)
whence：SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END分别表示开始 当前值 和文件末尾
该操作仅将当前文件偏移量记录在内核中，他并不引起任何io操作，用于下一个读写操作。
文件偏移量可以大于文件长度，下一次读写将加长该文件，并且在文件中行程一个空洞，这是被允许的，在文件中但是没有被写过的字节都被读为0
#include"apue.h"
#include<fcntl.h>
char buf[] = "input something to the file";
char addbuf[] = "this is my new thing";
int main()
{
int fd;
if((fd = creat("test_file", FILE_MODE))<0)
{
printf("error\n");
exit(0);
}
int len = sizeof(buf)/sizeof(char);
if(write(fd, buf, len)!=len)
{
printf("error\n");
exit(0);
}
if(lseek(fd, 2*len, SEEK_CUR)==-1)
{
printf("error\n");
exit(0);
}
int newlen = sizeof(addbuf)/sizeof(char);
if(write(fd, addbuf, newlen)!=newlen)
{
printf("error\n");
exit(0);
}
return 0;
}
- read函数
从打开的文件中读取内容
read(int filedes, void *buf, size_t nbytes);
若read成功，则返回读到的字节数，若到结尾，则返回0
有很多种可能都会使返回的数值小于需要读的数值。
- write函数
向打开的文件中写入数据
ssize_t write(int fieldes, conts void *buf, size_t nbytes);
返回值：若成功则返回写入的字节数，若出错则返回-1
#include"apue.h"
#include<fcntl.h>
int main()
{
char writebuf[] = "i want to write sth in my document!!!!1";
char readbuf[20];
int fd;
if((fd=open("test_file", O_RDWR))==-1)
{
printf("error\n");
exit(-1);
}
int readlen = 0;
int i;
while(readlen = read(fd, readbuf, 10))
{
for(i=0;i<readlen;i++)
{
printf("%c", readbuf[i]);
}
printf("\n");
//printf("%s\n", readbuf);
}
if(lseek(fd, 0, SEEK_END)==-1)
{
printf("err\n");
exit(-1);
}
int writelen = strlen(writebuf);
if(write(fd, writebuf, writelen)!=writelen)
{
printf("err\n");
exit(-1);
}
return 0;
}
- 内核使用三种数据结构表示打开的文件
1）每个进程在进程表中都有一个记录项，记录项中包含有一张打开的文件描述符表，可将其视为一个矢量，与每个文件描述符相关联的是
- 文件描述符标识
- 指向一个文件表项的指针
- 文件状态标识
- 当前文件偏移量
- 指向v节点表项的指针
3）每个打开文件或者设备都有一个v结构， 包含了文件类型和对此文件进行各种操作的函数指针。
如果两个独立的进程各自打开了同一个文件，则打开该文件的每一个进程都得到一个文件表项，但是对一个给定的文件只有一个v节点表项，每个进程都有自己的文件表项的理由是，这种安排可以使每个进程都有它自己的对该文件的当前偏移量。
也可能有多个文件描述符指向同一个文件表项，比如dup和fork
- 原子操作
是由多步组成的操作，如果该操作原子地执行，要么执行完所有的步骤要么一步也不执行，不可能只执行所有步骤的一个子集
扩展：原子性的定位搜索和执行io
ssize_t pread(int fieldes, void *buf, size_t nbytes, off_t offset)
相当于调用lseek和read
ssize_t pread(int fieldes, const void *buf, size_t nbytes, off_t offset)
相当于调用lseek和write
和读写文件类似但是有区别：
1.不能中断其定位和读操作
2.不更新文件指针
- dup和dup2
int dup(int fieldes);返回一个新的描述符，一定是当前可用描述符中的最小值
int dup2(int fieldes, int fieldes2);指定新的打开的描述符，若已经打开则先将其关闭
返回的新的文件描述符与参数fieldes共享一个文件表项
- fcntl函数
改变已经打开的文件的性质，或者获取已经打开的文件的性质
int fcntl（int fieldes, int cmd, ...[int arg]）;
#include"apue.h"
#include<fcntl.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int val;
if(argc!=2)
{
printf("input file name\n");
exit(-1);
}
if((val=fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0))<0)
{
printf("error\n");
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:
printf("error\n");
}
if(val & O_APPEND)
printf(", append");
if(val & O_NONBLOCK)
printf(", nonblocking");
printf("\n");
return 0;
}
测试：
./a.out 0 < /dev/tty
./a.out 2 2>>temp.foo
./a.out 5 <>test_file
