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Linux编程--文件操作

所有执行I/O操作的SystemCall都是以文件描述符(File Describtion,简称fd)来代指打开的文件。它是一个非负小整数。包括:Pipe,FIFO,Socket,终端,设备以及普通的文件。

有三个文件描述符是在程序运行前就已经打开的:

文件描述符

用途

POSIX名称

stdio流

0

标准输入

STDIN_FILENO

stdin

1

标准输出

STDOUT_FILENO

stdout

2

标准错误

STDERR_FILENO

stderr

基础系统调用

int Open(pathname,flags,mode):打开文件

说明: 打开pathname所对应的文件路径,返回该文件的文件描述符,后续如果对该文件做一系列操作(包括读写等)都需要在flags中声明操作,否则没有权限执行该操作。如果在flags中存在O_CREAT标志位,则当文件不存在时,会创建文件,并且根据mode参数来决定该文件的访问权限 参数: pathname:文件路径 flags:打开方式的掩码 mode:创建文件时的访问权限

int read(fd,buffer,count):读取文件

说明: 从fd对应的文件中读取最多count个字节数据存放到buffer中,当读取到文件末尾时,会返回实际读取的字节数,可能比count小,并且在文件末尾还有EOF符,所以buffer需要比预计读取的count要多1个字节。 参数: fd:文件描述符 buffer:缓冲区,char数组 count:期望读取的字节数,可能真正读取到的比count少

int write(fd,buffer,count):写文件

说明: 向fd对应的文件将bufferd的数据写入最多count个字节的数据,当读写入文件的buffer比count要小的话,最多写入buffer个字节的数据。如果count超过buffer长度的话,也不会产生文件空洞。 参数: fd:文件描述符 buffer:写入数据,char数组 count:期望写入的数据总数

open中的flags

Flag

功能

备注

O_RDONLY

以只读方式打开文件

此三种读写类型只能有一种

O_WRONLY

以只写方式打开文件

此三种读写类型只能有一种

O_RDWR

以读和写的方式打开文件

此三种读写类型只能有一种

O_CREAT

打开文件,如果文件不存在则创建文件

创建文件时会使用Mode参数与Umask配合设置文件权限

O_EXCL

如果已经置O_CREAT且文件存在,则强制open()失败

可以用来检测多个进程之间创建文件的原子操作

O_TRUNC

将文件的长度截为0

无论打开方式是RD,WR,RDWR,只要打开就会把文件清空

O_APPEND

强制write()从文件尾开始不care当前文件偏移量所处位置,只会在文件末尾开始添加

如果不使用的话,只会在文件偏移量处开始覆盖原有内容写文件

对于终端文件,上面四个是无效,提供了两个新的标志: O_NOCTTY 停止这个终端作为控制终端 O_NONBLOCK 使open()、read()、write()不被阻塞。

open中的mode

下面三组Mode代表着创建文件时的文件权限,它们和umask共同组成了这个文件的权限。以|分隔开的分别是User/Group/Other三个组对应的权限掩码。

S_IRWXU|S_IRWXG |S_IRWXO:可读&可写&可执行 S_IRUSR|S_IRGRP|S_IROTH:可读 S_IWUSR|S_IWGR[|S_IWOTH:可写 S_IXUSR|S_IXGRP|S_IXOTH:可执行

lseek(int fd, off_t offset, int fromwhere)

参数: fd:文件描述符 offset:偏移量,当fromwhere值为SEEK_CURSEEK_END时,参数offet允许负值的出现 fromwhere:偏移量的相对位置,只有三种标志位,如下表所示

标志位

含义

SEEK_SET

将文件指针指向文件头后的offset个位移量

SEEK_CUR

以当前文件指针往后增加offset个位移量

SEEK_END

将文件指针指向文件尾后再增加offset个位移量

备注: 1.当调用read/write这两个函数的时候,文件指针也会跟着改变。 2.当lseek的位置比文件长度还要大的时候,就会出现文件空洞。某些操作系统中的文件空洞是会占用磁盘空间的,大部分的不会。 3.当使用了O_APPEND标志位,那么在写的时候,文件指针强制在末尾开始写。

进程与文件表、i-node表的关系

上图画出了fd与对应的文件i-node之间的关系

  1. 多进程中的文件描述符可能指向同一个文件
  2. 同进程中的不同文件描述符可能指向同一个文件
  3. 多个不同偏移量的文件指针可能指向同一个文件

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