Linux系统调用和文件

Linux系统调用和文件I/OLinux系统调用与文件I/OLinux系统调用所谓系统调用是指操作系统提供应用户程序的一组“特殊〞接口，用户程序可以经过这组“特殊〞接口来获得操作系统内核提供的特殊效力。在Linux中用户程序不能直接访问内核提供的效力。为了更好的维护内核空间，将程序的运转空间分为内核空间和用户空间，他们运转在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。用户程序接口〔API〕在Linux中用户编程接口〔API〕遵照了在UNIX中最流行的运用编程界面规范—POSIX规范。这些系统调用编程接口主要经过C库〔libc〕实现的。内核空间用户空间系统调用用户程序接口API系统命令系统调用、API与系统命令之间的关系文件I/O引见可用的文件I/O函数——翻开文件、读文件、写文件等等。大多数Linux文件I/O只需用到5个函数：open、read、write、lseek以及close。不带缓存指的是每个read和write都调用内核中的一个系统调用。这些不带缓存的I/O函数不是ANSIC的组成部分，而是POSIX组成部分。文件描画符对于内核而言，一切翻开文件都由文件描画符援用。文件描画符是一个非负整数。当翻开一个现存文件或创建一个新文件时，内核向进程前往一个文件描画符。当读、写一个文件时，用open或creat前往的文件描画符标识该文件，将其作为参数传送给read或write。文件描画符在POSIX.1运用程序中，整数0、1、2应被代换成符号常数：STDIN_FILENOSTDOUT_FILENOSTDERR_FILENO这些常数都定义在头文件<unistd.h>中。文件描画符的范围是0~OPEN_MAX。早期的UNIX版本采用的上限值是19(允许每个进程翻开20个文件)，如今很多系统那么将其添加至256。open函数#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>intopen(constchar*pathname,intoflag, …/*,mode_tmode*/);功能：翻开文件前往：假设胜利为文件描画符，假设出错为-1open函数pathname是要翻开或创建的文件的名字。oflag参数可用来阐明此函数的多个选择项。对于open函数而言，仅当创建新文件时才运用第三个参数。用以下一个或多个常数进展或运算构成oflag参数(这些常数定义在<fcntl.h>头文件中)：O_RDONLY只读翻开。O_WRONLY只写翻开。O_RDWR读、写翻开。O_APPEND每次写时都加到文件的尾端。O_CREAT假设此文件不存在那么创建它。运用此选择项时，需同时阐明第三个参数mode，用其阐明该新文件的存取答应权位。O_EXCL假好像时指定了O_CREAT，而文件曾经存在，那么出错。这可测试一个文件能否存在，假设不存在那么创建此文件成为一个原子操作。O_TRUNC假设此文件存在，而且为只读或只写胜利翻开，那么将其长度截短为0。O_NOCTTY假设pathname指的是终端设备，那么不将此设备分配作为此进程的控制终端。O_NONBLOCK假设pathname指的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件，那么此选择项为此文件的本次翻开操作和后续的I/O操作设置非阻塞方式。O_SYNC使每次write都等到物理I/O操作完成。creat函数#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>intcreat(constchar*pathname,mode_tmode);功能：创建一个新的文件。前往：假设胜利为只写翻开的文件描画符，假设出错为-1。留意，此函数等效于：open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);creat的一个缺乏之处是它以只写方式翻开所创建的文件。close函数#include<unistd.h>intclose(intfiledes)；功能：封锁一个翻开文件前往：假设胜利为0，假设出错为-1 当一个进程终止时，它一切的翻开文件都由内核自动封锁。很多程序都运用这一功能而不显式地用close封锁翻开的文件。lseek函数每个翻开文件都有一个与其相关联的“当前文件偏移量〞。它是一个非负整数，用以度量从文件开场处计算的字节数。通常，读、写操作都从当前文件偏移量处开场，并使偏移量添加所读或写的字节数。按系统默许，当翻开一个文件时，除非指定O_APPEND选择项，否那么该位移量被设置为0。可以调用lseek显式地定位一个翻开文件。lseek函数#include<sys/types.h>#include<unistd.h>off_tlseek(intfilesdes,off_toffset,intwhence);功能：设置文件内容读写位置前往：假设胜利为新的文件位移，假设出错为-1。对参数offset的解释与参数whence的值有关。假设whence是SEEK_SET，那么将该文件的位移量设置为距文件开场处offset个字节。假设whence是SEEK_CUR，那么将该文件的位移量设置为其当前值加offset，offset可为正或负。假设whence是SEEK_END，那么将该文件的位移量设置为文件长度加offset，offset可为正或负。read函数#include<unistd.h>ssize_tread(intfd,void*buf,size_tcount);功能：从翻开文件中读数据前往：读到的字节数，假设已到文件尾为0，假设出错为-1。read函数有多种情况可使实践读到的字节数少于要求读字节数：读普通文件时，在读到要求字节数之前已到达了文件尾端。例如，假设在到达文件尾端之前还有30个字节，而要求读100个字节，那么read前往30，下一次再调用read时，它将前往0(文件尾端)。当从终端设备读时，通常以行为单位，读到换行符就前往。当从网络读时，网络中的缓冲机构能够呵斥前往值小于所要求读的字节数。某些面向记录的设备，例如磁带，一次最多前往一个记录。读操作从文件的当前位移量处开场，在胜利前往之前，该位移量添加实践读得的字节数。write函数#include<unistd.h>ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tcount);功能；向翻开文件写数据。前往：假设胜利为已写的字节数，假设出错为-1。其前往值通常与参数count的值不同，否那么表示出错。write出错的一个常见缘由是：磁盘已写满，或者超越了对一个给定进程的文件长度限制。对于普通文件，写操作从文件的当前位移量处开场。假设在翻开该文件时，指定了O_APPEND选择项，那么在每次写操作之前，将文件位移量设置在文件的当前结尾处。在一次胜利写之后，该文件位移量添加实践写的字节数。fcntl函数#include<unistd.h>#include<fcntl.h>intfcntl(intfiledes,intcmd,...);功能：改动曾经翻开文件的性质前往：假设胜利那么依赖于cmd()，假设出错为-1。fcntl函数fcntl函数有五种功能：复制一个现存的描画符,新文件描画符作为函数值返(cmd＝F_DUPFD〕。获得/设置文件描画符标志,对应于filedes的文件描画符标志作为函数值前往．〔cmd=F_GETFD或F_SETFD〕。获得/设置文件形状标志，对应于filedes的文件形状标志作为函数值前往。〔cmd=F_GETFL或F_SETFL〕。获得/设置异步I/O〔cmd=F_GETOWN或F_SETOWN〕。获得/设置记录锁〔cmd=F_SETLK,F_SETLKW〕。O_RDONLY只读打开O_WRONLY只写打开O_RDWR读/写打开O_APPEND写时都添加至文件尾O_NONBLOCK非阻塞方式O_SYNC等待写完成O_ASYNC异步I/O文件形状标志阐明ioctl函数ioctl函数是I/O操作的杂物箱。不能用本章中其他函数表示的I/O操作通常都能用ioctl表示。终端I/O是ioctl的最大运用方面，主要用于设备的I/O控制。#include<sys/ioctl.h>intioctl(intfiledes,intrequest,...);前往：假设出错那么为-1，假设胜利那么为其他值。ioctl函数例如：串口线上传送的数据经过read、write来操作，而串口的波特率、校验位、停顿位可以经过ioctl来设置。规范文件I/O操作fopen函数#include<stdio.h>FILE*fopen(constchar*path,constchar*mode)函数功能：翻开一个文件前往值：文件顺利翻开后，指向该流的文件指针就会被前往。假设文件翻开失败那么前往NULL，并把错误代码存在error中。参数阐明path字符串包含欲翻开的文件途径及文件名，参数mode字符串那么代表着流形状。Mode有以下几种形状字符串：r翻开只读文件，该文件必需存在r+翻开可读写的文件，该文件必需存在w翻开只写文件，假设文件存在那么文件长度清为0，即该文件内容会消逝。假设文件不存在那么建立该文件。w+翻开可读写文件，假设文件存在那么文件长度清为0，即该文件内容会消逝。假设文件不存在那么建立该文件。a以附加的方式翻开只写文件。假设文件不存在那么建立，存在那么把数据添加在文件末尾a+以附加的方式翻开读写文件，同a。fclose函数#include<stdio.h>Intfclose(FILE*stream)功能：封锁一个流。留意：运用fclose函数就可以把缓冲区内最后剩下的数据输出到磁盘文件中，并释放文件指针和有关的缓冲区。fputc函数#include<stdio.h>intfputc(intch,FILE*stream);功能：送一个字符到一个流中。fgetc函数#include<stdio.h>intfgetc(FILE*stream);功能：fgetc()从参数stream所指的文件中读取一个字符。假设读到文件尾而无数据时便前往EOFfseek函数include<stdio.h>intfseek(FILE*stream,longoffset,intfromwhere);类似lseek();ftelllongftell(FILE*stream);fgets函数#inlcude<stdio.h>Char*fgets(char*s,intsize,FILE*stream);函数阐明：函数fgets用来从参数stream所指的文件内读入字符并存入到参数s所指的内存空间，直到出现换行符、读到文件尾或是已读了size-1个字符为止，最后会加上NULL作为字符串终了。前往值：胜利前往s指针，错误前往NULLfputs函数fprintf函数#include<stdio.h>intfprintf(FILE*stream,constchar*format,…);功能：fprintf()函数根据指定的format〔格式〕〔格式〕发送信息〔参数〕到由stream〔流〕指定的文件。fprintf()只能和printf()一样任务。Fprintf()的前往值是输出的字符数，发送错误时前往一个负值。fscanf函数#include<stdio.h>Intfscanf(FILE*stream,char*format,…);功能：从一个流中执行格式化输入fread函数#include<stdio.h>Intfread(void*ptr,intsize,intnitems,FILE*stream);功能：从一个流中读数据参数：用于接受数据的地址〔指针〕〔ptr〕单个元素的大小〔size〕:单位是字节而不是位，例如：读取一个整数值就是4元素个数〔nitems〕提供数据的文件指针〔stream〕前往值:胜利读取的元素个数fwrite函数#include<stdio.h>Intfwrite(constvo