Linux下对文件io系统的调用

向右看齐 2022-08-31 06:00 204阅读 0赞

## 前言 ##

一直以来都是在Linux下用Python进行文件调用，但还没真正使用c操作过，假期跟着师兄学Linux和嵌入式，深感c的重要性，所以开始补补钙。

## 文件IO系统调用 ##

1.1 open（）系统调用

int open(const char *path, int oflag, ... /*mode_t mode*/);
    
    open()系统调用用来打开一个文件，并返回一个文件描述符(file description), 并且该文件描述符是当前进程最小、未使用的
    文件描述符数值。
     参数： path: 要打开的文件、设备的路径
     oflag: 由多个选项进行“或”运算构造oflag参数 。
     必选： O_RDONLY (只读)、 O_WRONLY(只写)、 O_RDWR（读写） 
     可选： O_APPEND 每次写时都追加到文件的尾端。 
     O_CREAT 文件不存在则创建它，使用该选项需要第三个参数mode 
     O_TRUNC 如果文件存在，而且为只写或读写成功打开，则将其长度截取为0； 
     O_NONBLOCK 如果path是一个FIFO、块设备、字符特殊文件则此选项为文件的本次打开和后续的I/O操作
    设置非阻塞模式方式。 
     O_EXEC、O_SEARCH、O_CLOEXEC、O_NOCTTY.... 
     mode: oflag带O_CREAT选项时可以用来创建文件，这时必须带该参数用来指定创建文件的权限模式，如066。 否则不
    需要。使用示例代码：
    
    int fd; 
     fd = open(“text.txt”, O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0666); 
     fd = open(“text.txt”, O_WRONLY|O_APPEND);

1.2 create（）系统调用

int creat(const char *path, mode_t mode);
    //此函数用来创建一个新文件并返回其fd。它等价于 open(path,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, mode);
    
    int fd; 
    fd=creat("text.txt", 0644);

**1.3 close（）系统调用**

int close(int fd);
    
    该函数用来关闭一个打开的文件描述符，关闭一个文件时还会释放该进程加在该文件上的所有记录锁。当一个进程终止时，
    内核将会自动关闭它所有打开的文件。

1.4 write（）系统调用

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes);
    
    write()函数用来往打开的文件描述符fd指向的文件中写入buf指向的数据，其中nbytes指定要写入的数据大小。如果返回值
    <0则说明写入出错，譬如尝试往一个只读的文件中写入则会抛错，错误的原因系统会保存到errno变量中去。如果>0则为实
    际写入的数据大小。

1.5 read（）系统调用

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);
    
    read()函数用来从打开的文件描述符对应的文件中读取数据放到buf指向的内存空间中去，最多不要超过nbytes个字节，这里
    的nbytes一般是buf剩余的空间大小。如read成功，则返回实际读到的字节数（由nbytes或读到文件尾决定，其中EOF宏用
    来判断是否到了文件尾），如果返回值小于0则表示出错，如尝试读一个没有权限读的文件时就会抛错。

1.6 lseek（）系统调用

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
    
    我们在从文件里读出内容，或往文件写如内容的时候都有一个起始地址，这个起始地址就是当前文件偏移量，当我们对文件
    进行读写的时候都会使文件偏移量往后偏移。这点就类似于我们打开记事本开始编辑文本时的光标，我们读或写入时从光标
    所在位置开始读写，每读写一个字节都会使光标往后偏移。通过lseek()这个函数我们可以调整文件偏移量的地址。
    其中 whence 可以是以下三个值：

![在这里插入图片描述][1818efba66a946aeb1e31f242353b3d8.png]

而offset就是相对于whence 的偏移量，譬如：
    lseek(fd, 0, SEEK_SET); 将文件偏移量设置到了文件开始的第一个字节上；
    lseek(fd, 0, SEEK_END)； 将文件偏移量设置到文件最后一个字节上；
    lseek(fd, -1, SEEK_END)； 将文件偏移量设置到文件最后的倒数第一个字节上；

1.7 文件IO系统调用源码展示与讲解

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    
    #define buffsize 1024 //定义存储数据的长度大小为buffsize
    #define message_str "Hello World\n" //写入创建文件的内容
    
    int main(int argc , char *argv[])
    { 
      /*Linux操作系统：return 0 为正常返回，return -1 出错，很多时候会用-1、-2等数据来比较错误，用echo $?在终端会有上次运行的返回值，以此来判断程序发生错误的位置*/
      int fd = -1;                      //考虑最糟糕的情况，所以一开始赋值为-1
      int rv = -1;                      //考虑最糟糕的情况，所以一开始赋值为-1
      char buff[buffsize];              //创建buff
    
      fd = open("hello.txt",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC , 0666); 
      if(fd < 0)
      { 
        perror("创建文件失败！");
        return 0;
      }
      printf("Open file return file director:[%d]\n",fd);
    
      rv = write(fd,message_str,strlen(message_str));
      if(rv < 0)
      { 
        printf("write %d bytes into file failure:%s\n",rv,strerror(errno));
        goto cleanup;
      }
      lseek(fd,0,SEEK_SET);
      memset(buff,0,sizeof(buff));
      rv = read(fd,buff,sizeof(buff));
      if(rv < 0)
      { 
       printf("Read data from file failure: %s\n",strerror(errno));
       goto cleanup;
      }
      printf("Read %d bytes data from files: %s\n",rv,buff);
      
    cleanup:
      close(fd);
      return 0 ;
    
    }

二、文件夹操作的系统调用  
2.1 mkdir（）

int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);//创建文件夹

2.2 rmdir（）

int rmdir(const char *pathname);//删除文夹

2.3 opendir（）

DIR *opendir(const char *pathname);//打开文件夹

2.4 readdir（）

struct dirent * readdir(DIR *dp);//读文件夹

2.5 closedir（）

int closedir(IDR *dp);//关闭文件夹

2.6 chdir（）

int chdir(const char * pathname);//改变文件操作目录

2.7 文件夹系统调用源码展示与讲解

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <dirent.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define TEST_DIR "dir"
    int main(int argc, char **argv)
    { 
        int rv;
        int fd1;
        int fd2;
        DIR *dirp;
        struct dirent *direntp;
        /* 创建文件夹dir, 并设置文件夹权限为755 */
        if (mkdir(TEST_DIR, 0777) < 0)
        { 
            printf("create directory '%s' failure: %s\n", TEST_DIR, strerror(errno));
            return -1;
        }
        /* 更改当前工作路径到文件夹dir下去 */
        if (chdir(TEST_DIR) < 0)
        { 
            printf("Change directory to '%s' failure: %s\n", TEST_DIR, strerror(errno));
            rv = -2;
            goto cleanup;
        }
        /* 在dir文件夹下 创建普通文本文件file1.txt，并设置其权限位为644 */
        if ((fd1 = creat("file1.txt", 0777)) < 0)
        { 
            printf("Create file1.txt failure: %s\n", strerror(errno));
            rv = -3;
            goto cleanup;
        }
        /* 在dir文件夹下 创建普通文本文件file2.txt，并设置其权限位为644 */
        if ((fd2 = creat("file2.txt", 0777)) < 0)
        { 
            printf("Create file2.txt failure: %s\n", strerror(errno));
            rv = -4;
            goto cleanup;
        }
        /* 更改当前工作路径到父目录去 */
        if (chdir("../") < 0)
        { 
            printf("Change directory to '%s' failure: %s\n", TEST_DIR, strerror(errno));
            rv = -5;
            goto cleanup;
        }
        /* 打开dir文件夹 */
        if ((dirp = opendir(TEST_DIR)) == NULL)
        { 
            rv = -6;
            printf("opendir %s error: %s\n", TEST_DIR, strerror(errno));
            goto cleanup;
        }
        /* 列出dir里面的所有文件和文件夹 */
        while ((direntp = readdir(dirp)) != NULL)
        { 
            printf("Find file: %s\n", direntp->d_name);
        }
        /* 关闭所有打开的文件夹 */
        closedir(dirp);
    cleanup:
        if (fd1 >= 0)
        { 
            close(fd1);
        }
        if (fd2 >= 0)
        { 
            close(fd2);
        }
    }

三、文件拷贝（文件IO系统调用实现）

#include <stdio.h>
    #include <dirent.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    char buff[1024];
    
    int len;
    
    int main(int argc,char const*argv[])
    { 
     char const *src_path = argv[1];
     char const *des_path = argv[2];
     int fd, fd2;
     fd = open(src_path,O_RDWR | O_CREAT);
     fd2 = open(des_path,O_RDWR | O_CREAT,0666);
     
     while(len=read(fd,buff,sizeof(buff)))
     { 
      write(fd2,buff,len);
     } 
     return 0;
    }

[1818efba66a946aeb1e31f242353b3d8.png]: /images/20220829/4dd810a29c1c4c0aa949bacc95f8eda4.png