本文主要对Linux系统中文件I/O的基本操作进行说明。
在Linux系统编程中,对文件进行处理的流程,通常是:
打开文件
shell程序设计、读写文件
关闭文件
Linux内核对每一个进程维护一个打开的文件列表, 该文件列表称为
文件表(file table).
linux epoll。而对该文件表进行访问时,是通过一个整数进行索引,该整数索引称为
文件描述符(file descriptor,简称fds)
文件表中各个表项包含打开的文件的如下信息:
指针 -—— 指向文件备份索引节点在内存中的拷贝
LINUX系统?相关的元数据 —— 文件位置和访问模式
在用户空间和内核空间都使用文件描述符(fds)作为唯一的cookies
打开一个文件,返回一个文件描述符。在后续的操作中,比如读取文件,写文件等。都使用文件描述符作为入参来调用对应的操作函数。
文件描述符使用C语言中的int类型来表示。
linux异步io、Linux进程有一个打开最大文件个数的限制。 文件描述符从0开始,逐步增加直到最大的值。缺省情况下为1024, 可以配置最大为1048576.
负值通常认为是非法的文件描述符。-1通常表示返回的错误值。
注:
每个进程按惯例至少有三个文件描述符:0,1和2
linux查看io图形化。文件描述符0(fds 0):标准输入
文件描述符1(fds 1):标准输出
文件描述符2(fds 2):标准错误
不过进程可以显式的关闭它们。
shell程序,在C库中,定义了预处理宏:
SDTIN_FILENO, STDOUT_FILENO, STDERR_FILENO.
通常, stdin:连接终端的输入设备(通常用户键盘)
stdout和stderr:连接到终端的输出设备(通常显示屏)
vim 上一页下一页?不过通常也重定向这些标准文件描述符。以及通过pipe把一个程序的输出作为另一个程序的输入。
这些就是shell实现的重定向和管道(pipes)
缺省情况下,子进程获得父进程的文件表的拷贝, 即打开的文件列表,访问模式,当前文件位置和其他一些元数据都是一样的。
但是有一点区别, 子进程关闭一个文件,不影响其他进程的文件表。 这让子进程和父进程共享文件列表成为可能(例如thread)。
vim编程?打开文件
open()系统调用
#include
#include
linux 进程?#include
int open (const char *name, int flags);
int open (const char *name, int flags, mode_t mode);
open()的作用就把文件名(name)映射为一个文件描述符。
实现shell,const char *name: 文件名
int flag: 是按bit位进行或操作的。它必须包括一个访问模式(例如O_RDONLY, O_WRONLY或O_RDWR)
举例:
int fd;
fd = open ("/home/fantasy/text", O_RDONLY);
if (fd == −1)
/* error */
该段代码表示打开的文件,只能进行读取,不能进行写操作。
flag的取值,可从下表中获取进行bit位或操作
flga标志
作用
O_APPEND
追加模式
O_ASYNC
只能用于FIFO,管道,sockets和terminal,不能用于普通文件
O_CLOEXEC
O_CREAT
若文件不存在,将创建该文件,若文件已存在,这该表示无效除非指定了O_EXCL
O_DIRECT
O_DIRECTORY
O_EXCL
O_LARGEFILE
O_NOATIME+
O_NOCTTY
O_NOFOLLOW
O_NONBLOCK
O_SYNC
O_TRUNC
mode_t mode:
mode标志
作用
S_IRWXU
Owner has read, write, and execute permission
S_IRUSER
Owner has read permission
S_IWUSER
Owner has write permission
S_IXUSER
Owner has execute permission
S_IRWXG
Group has read, write, and execute permission
S_IRGRP
Group has read permission
S_IWGRP
Group has write permission
S_IXGRP
Group has execute permission
S_IRWXO
Everyone else has read, write, and execute permission
S_IROTH
Everyone else has read permission
S_IWOTH
Everyone else has write permission
S_IXOTH
Everyone else has execute permission
creat()函数
#include
#include
#include
int creat (const char *name, mode_t mode);
读取文件
read()系统调用
#include
ssize_t read (int fd, void *buf, size_t len);
从文件中读取len长度的字节到buf指向的内存空间中。该函数的返回值是写入buf中的字节数。若返回-1,表示read失败。
同时文件的读取位置向后移动读取的字节数。
写入文件
write系统调用
#include
ssize_t write (int fd, const void *buf, size_t count);
从buf中写count字节到文件的当前位置。
关闭文件
当程序完成了对文件的操作后,调用close()系统调用来关闭该文件
#include
int close (int fd);
close()取消打开的文件描述符fd的映射,并取消文件和进程的关联。
调用close()对,对应的描述符就不再有效。
close()返回0表示成功,返回-1表示错误。
if (close (fd) == −1)
perror ("close");
实例:
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 1024
int main()
{
int from_fd;
int to_fd;
to_fd = open("/home/fantasy/test.txt", O_WRONLY | O_CREAT);
if (-1 == to_fd)
{
printf("open the file fail\n");
}
const char *buf = "write file!";
ssize_t nr;
nr = write(to_fd, buf, strlen(buf));
if (-1 == nr)
{
printf("write the file fail\n");
}
from_fd = open("/home/fantasy/test.txt", O_RDONLY);
if (-1 == from_fd)
{
printf("open the file fail\n");
}
char read_buf[BUF_SIZE];
nr = read(from_fd, read_buf, BUF_SIZE);
if (-1 == nr)
{
printf("read the file fail\n");
}
else
{
printf("readbuf = %s\n", read_buf);
}
close(to_fd);
close(from_fd);
}
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