Linux_C文件操作

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引言：Linux c 文件操作；文件描述符

Linux C文件操作

Linux系统I/O：open() read() write() lseek close

文件描述符

文件描述符是一个数组的下标值。

​ files是一个文件指针数组，一般来说，一个进程会从files[0]读取输入，将输出写入files[1]，将错误信息写入files[2]

每个进程被创建时，files的前三位被填入默认值，分别指向标准输入流、标准输出流、标准错误流。我们常说的「文件描述符」就是指这个文件指针数组的索引，所以程序的文件描述符默认情况下 0 是输入，1 是输出，2 是错误，3及以上就是打开的文件

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（图片取自知乎）

open()函数

头文件：

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#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

原型：

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int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

参数：

  • pathname ：返回要打开的文件路径名称

  • flags ：

    1. O_RDONLY：只读方式打开
    2. O_WRONLY：只写方式打开
    3. O_RDWR：可读可写
    4. O_CREAT：文件不存在则创建
    5. O_TRUNC：文件已存在则删除文件原有数据
    6. O_APPEND：追加

    （其中1、2、3互相排斥，其余可以使用|组合使用）

  • mode ：如果文件被新建，指定其权限为mode（八进制表示）

返回值：

  • 成功： 大于等于0 的整数（即文件描述符fd）
  • 失败：-1,并且errno会被设置

示例

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#include "stdio.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(){
        int fd1 = open("./new.txt",O_RDONLY);             
        printf("%d",fd1);
        getchar();//为了查看程序的状态，在这里卡一下程序
        return 0;
}

编译执行程序，打开另一个终端

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[root@localhost local]# ps -aux | grep a.out 
root      3225  0.0  0.0   4220   352 tty1     S+   07:08   0:00 ./a.out
root      3227  0.0  0.0 112808   980 pts/0    S+   07:10   0:00 grep --color=auto a.out
[root@localhost local]# ll /proc/3225/fd
fd/     fdinfo/ 
[root@localhost local]# ll /proc/3225/fd
total 0
lrwx------. 1 root root 64 Jul 13 07:10 0 -> /dev/tty1
lrwx------. 1 root root 64 Jul 13 07:10 1 -> /dev/tty1
lrwx------. 1 root root 64 Jul 13 07:10 2 -> /dev/tty1
lr-x------. 1 root root 64 Jul 13 07:10 3 -> /usr/local/new.txt

为什么要查看/proc/3225/fd下的内容呢？

每个进程被创建后，在/proc/[PID]/fd文件下，会有对应文件标识符，此例的文件标识符

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[root@localhost local]# ls /proc/3225/fd
0  1  2  3
# 其中0、1、2对应着标准输入、标准输出、标准错误，而3就是本文件

我们可以看到lr-x------. 1 root root 64 Jul 13 07:10 3 -> /usr/local/new.txt，文件的权限是r-x可读可执行，这就是O_RDONLY，如果改为O_WRONLY那这里就是-wx

如果我们在文件中open打开多个文件，那他们的fd就是3,4,5,6…依次往下排序

close()函数

头文件：

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#include <unistd.h>

原型：

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int close(int fd);

参数：

  • fd：要关闭的文件描述符

备注：重复关闭一个文件或是未打开的文件是安全的

示例：

如果一个文件被打开后，又关闭，然后又打开一个文件，那么这个文件的fd是3还是4？

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#include "stdio.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(){
        int fd1 = open("./new.txt",O_RDONLY);
        printf("%d\n",fd1);
        close(fd1);
        int fd2 = open("./new.txt",O_RDONLY);
        printf("%d\n",fd2);
        return 0;
}

结果是3

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[root@localhost local]# ./a.out 
3
3

说明当我们关闭一个文件后，对应的files[3]会被删除，新打开一个文件后，这个文件又被打开。

即使我们打开了三个文件，分别是 3 4 5 ，我们关闭了 3，然后再打开一个文件，这个文件的fd依然是3

read()函数

头文件：

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#include <unistd.h>

原型：

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ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

参数：

  • fd：文件描述符
  • buf：指向存放读到的数据的缓冲区，（就是放数据的内存首地址）
  • count：想要从文件 fd 中读取的字节数

返回值：

  • 成功：实际读到的字节数
  • 失败：-1

补充： ssize_t ：是类型重定义，为了跨平台兼容。比如说long在32位系统可能是4字节，64位系统可能是8字节，嵌入式开发有的只有16位，那么int只有2个字节。

write()函数

头文件：

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#include <unistd.h>

原型：

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ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

参数：

  • fd:将数据写入到文件的fd中
  • buf:要写入的数据
  • count:要写入的字节数

备注：实际写入的字节数小于等于count

实现从a.txt文件中读取数据，写入到b.txt中

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#include "stdio.h"
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(){
        int fd1 = open("./a.txt",O_RDONLY);
        int fd2 = open("./a.txt",O_WRONLY);
        int buf = [100];
        read(fd1,buf,10);
        write(fd2,buf,10);
        return 0;
}

lseek()

待补充

mmap()

待补充