I/O編程技術(文件IO)筆記綱要梳理

来源:https://www.cnblogs.com/zqingyang/p/18218543
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序言Linux基本知識回顧 Linux內核安全管理機制 根文件系統rootfs Linux根目錄下文件結構 Linux文件類型標準IO 標準IO操作數據流分析 文件 打開、關閉 fopen( ) fclose( ) 文件 字元讀寫 fgetc( ) fputc( ) 文件 行讀寫 fgets( ) ...


序言
Linux基本知識回顧
Linux內核安全管理機制
根文件系統rootfs
Linux根目錄下文件結構
Linux文件類型
標準IO
標準IO操作數據流分析
文件 打開、關閉
fopen( )
fclose( )
文件 字元讀寫
fgetc( )
fputc( )
文件 行讀寫
fgets( )
fputs( )
文件 數據快讀寫
fread( )
fwrite( )
文件 當前位置偏移量 獲取 設置
ftell( )
fseek( )
rewind( )
文件 狀態判斷
feof( )、ferror( )
標準輸入設備 讀取、輸出
getchar( )
putchar( )
時間函數
time( )
localtime( )
刷新緩衝區
fflush( )
系統IO
打開關閉
open( )
close( )
數據讀寫
read( )
write( )
文件位置偏移量
lseek( )
記憶體映射
mmap( )
實踐開發
LCD屏幕顯像原理
驅動架構
軟體層
LCD內核源碼
文件控制
ioctl( ) 文件控制
mmap( )記憶體映射
munmap()解除映射
屏幕顯示
BMP圖像的儲存
其它函數
sscanf( )
描述
聲明
參數
返回值
strcmp( )
remove()
getchar()
strftime()
atoi()
參考文檔

序言

儘可能壓縮筆記，核心在於構建核心知識單元網路。

Linux基本知識回顧

Linux內核安全管理機制

fig:

根文件系統rootfs

fig:

Linux根目錄下文件結構

fig:

Linux文件類型

-（regular） 普通文件
d（directory） 目錄文件
p（pipe） 管道文件
s（socket） 套接字文件
l（link） 鏈接文件
c（character） 字元設備文件
b（block） 塊設備文件

標準IO

標準IO操作數據流分析

fig:

文件操作介面

文件 打開、關閉

fopen( )

fig:

加b是以二進位處理

fclose( )

fig:

文件 字元讀寫

fgetc( )

fig:

fputc( )

fig:

文件 行讀寫

fgets( )

fig:

fputs( )

fig:

文件 數據快讀寫

fread( )

fig:

fwrite( )

fig:

字元串要用strlen函數，sizeof（“字元串”）得到的是地址一個字長。

文件 當前位置偏移量 獲取 設置

ftell( )

fig:

相較於文件開頭的位元組數

fseek( )

fig:

rewind( )

fig:

rewind(fp)相等於fseek(fp, 0L, SEEK_SE);

文件 狀態判斷

feof( )、ferror( )

fig:

標準輸入設備 讀取、輸出

getchar( )

getchar( )預設從標準輸入設備讀取一個字元。

putchar( )

putchar( )預設從標準輸出設備輸出一個字元。

時間函數

time( )

獲取1970至今的秒數

localtime( )

轉換timer的值為tm結構 後的值

刷新緩衝區

fflush( )

刷新全緩衝

系統IO

api：應用程式編程介面

sdk：軟體開發工具包

標準I/O可以看成是在系統I/O的基礎上封裝了緩衝機制。

文件描述符是一個小的非負整數。

打開關閉

open( )

fig:

close( )

fig:

數據讀寫

read( )

fig:

write( )

fig:

文件位置偏移量

lseek( )

fig:

記憶體映射

mmap( )

fig:

fig:

實踐開發

LCD屏幕顯像原理

偏光片、彩色濾光片

像素數量、

像素色深(位深度、色域) : bit-->4Bytes-->ARGB

驅動架構

Framebuffer驅動子系統

粵嵌屏幕解析度 800*480。

ll： c或b開頭的都是硬體設備驅動提供的文件

設備文件在/dev/fb0

軟體層

LCD內核源碼

要看內核源碼

Linux最多支持32塊(編號0~31)LCD屏幕.

文件控制

ioctl( ) 文件控制

該函數是一個專用於設備輸入輸出操作的系統調用，該調用傳入一個跟設備有關的請求碼，系統調用的功能完全取決於請求碼。

fig:

ioctl(文件描述符,請求碼,某類型指針) 可以獲取或設置硬體設備的參數

#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

下麵我們解釋各個參數的含義。
1）fd是文件描述符。當我們的設備作為特殊文件被open()函數打開後，會返回一個文件描述符，通過操作這個文件描述符達到操作設備文件的目的。

2）request是命令碼，應用程式通過下發命令碼來控制驅動程式完成對應操作。

3）第三個參數“…”是可變參數arg，一些情況下應用程式需要向驅動程式傳參，參數就通過ag來傳遞。ioctl函數中的“…”只能傳遞一個參數，但內核不會檢查這個參數的類型。那麼，就有兩種傳參方式：只傳一個整數，傳遞一個指針。

如果ioctl執行成功，它的返回值就是驅動程式中ioctl介面給的返回值，驅動程式可以通過返回值向用戶程式傳參。但驅動程式最好返回一個非負數，因為用戶程式中的ioctl運行失敗時一定會返回-1並設置全局變數errorno。

errono不同的值代表的含義如下：

EBADF：fd是一個無效的文件描述符。
EFAULT：在arg是指針的前提下，argp指向一個不可訪問的記憶體空間。
EINVAL：request或argp是無效的。
ENOTTY：fd沒有關聯到一個字元特殊設備，或該request不適用於文件描述符fd引用的對象類型。（說人話就是fd沒有指向一個字元設備，或fd指向的文件不支持ioctl操作）

因此，在用戶空間調用ioctl時，可以使用如下的錯誤判斷處理。包括的兩個頭文件，string.h聲明瞭strerror函數，errno.h定義了錯誤碼errno。

#include <string.h>
#include <errno.h>

int ret;
ret = ioctl(fd, MYCMD);
if (ret == -1)
printf("ioctl: %s\n", strerror(errno));

mmap( )記憶體映射

fig:

fig:

munmap()解除映射

#include <sys/mman.h>

int munmap(void *addr, size_t length);

munmap()系統調用解除指定地址範圍內的映射，參數 addr 指定待解除映射地址範圍的起始地址，它必須是系統頁大小的整數倍；參數 length 是一個非負整數，指定了待解除映射區域的大小（位元組數），被解除映射的區域對應的大小也必須是系統頁大小的整數倍，即使參數 length 並不等於系統頁大小的整數倍，與 mmap()函數相似。

需要註意的是，當進程終止時也會自動解除映射（如果程式中沒有顯式調用 munmap()），但調用 close() 關閉文件時並不會解除映射。

通常將參數 addr 設置為 mmap()函數的返回值，將參數 length 設置為 mmap()函數的參數 length，表示解除整個由 mmap()函數所創建的映射。

屏幕顯示

BMP圖像的儲存

BMP圖像記憶體採用小端存儲.

fig:

其它函數

sscanf( )

描述

C 庫函數 int sscanf(const char *str, const char *format, ...) 從字元串讀取格式化輸入。

聲明

下麵是 sscanf() 函數的聲明。

int sscanf(const char *str, const char *format, ...)

參數

  • str -- 這是 C 字元串，是函數檢索數據的源。
  • format -- 這是 C 字元串，包含了以下各項中的一個或多個：空格字元、非空格字元 和 format 說明符。
    format 說明符形式為 [=%*[modifiers]type=]，具體講解如下：

參數

描述

*

這是一個可選的星號，表示數據是從流 stream 中讀取的，但是可以被忽視，即它不存儲在對應的參數中。

width

這指定了在當前讀取操作中讀取的最大字元數。

modifiers

為對應的附加參數所指向的數據指定一個不同於整型（針對 d、i 和 n）、無符號整型（針對 o、u 和 x）或浮點型（針對 e、f 和 g）的大小： h ：短整型（針對 d、i 和 n），或無符號短整型（針對 o、u 和 x） l ：長整型（針對 d、i 和 n），或無符號長整型（針對 o、u 和 x），或雙精度型（針對 e、f 和 g） L ：長雙精度型（針對 e、f 和 g）

type

一個字元，指定了要被讀取的數據類型以及數據讀取方式。具體參見下一個表格。

sscanf 類型說明符：

類型

合格的輸入

參數的類型

c

單個字元：讀取下一個字元。如果指定了一個不為 1 的寬度 width，函數會讀取 width 個字元，並通過參數傳遞，把它們存儲在數組中連續位置。在末尾不會追加空字元。

char *

d

十進位整數：數字前面的 + 或 - 號是可選的。

int *

e,E,f,g,G

浮點數：包含了一個小數點、一個可選的前置符號 + 或 -、一個可選的後置字元 e 或 E，以及一個十進位數字。兩個有效的實例 -732.103 和 7.12e4

float *

o

八進位整數。

int *

s

字元串。這將讀取連續字元，直到遇到一個空格字元（空格字元可以是空白、換行和製表符）。

char *

u

無符號的十進位整數。

unsigned int *

x,X

十六進位整數。

int *

  • 附加參數
  • -- 這個函數接受一系列的指針作為附加參數，每一個指針都指向一個對象，對象類型由 format 字元串中相應的 % 標簽指定，參數與 % 標簽的順序相同。
  • 針對檢索數據的 format 字元串中的每個 format 說明符，應指定一個附加參數。如果您想要把 sscanf 操作的結果存儲在一個普通的變數中，您應該在標識符前放置引用運算符（&），例如：
  • int n;
    sscanf (str,"%d",&amp;n);

返回值

如果成功，該函數返回成功匹配和賦值的個數。如果到達文件末尾或發生讀錯誤，則返回 EOF。

strcmp( )

C 庫函數 int strcmp(const char *str1, const char *str2) 把 str1 所指向的字元串和 str2 所指向的字元串進行比較。

聲明

下麵是 strcmp() 函數的聲明。

int strcmp(const char *str1, const char *str2)

參數

  • str1 -- 要進行比較的第一個字元串。
  • str2 -- 要進行比較的第二個字元串。

返回值

該函數返回值如下：

  • 如果返回值小於 0，則表示 str1 小於 str2。
  • 如果返回值大於 0，則表示 str1 大於 str2。
  • 如果返回值等於 0，則表示 str1 等於 str2。

remove()

描述

C 庫函數 int remove(const char *filename) 刪除給定的文件名 filename，以便它不再被訪問。

聲明

下麵是 remove() 函數的聲明。

int remove(const char *filename)

參數

  • filename -- 這是 C 字元串，包含了要被刪除的文件名稱。

返回值

如果成功，則返回零。如果錯誤，則返回 -1，並設置 errno。

getchar()

描述

C 庫函數 int getchar(void) 從標準輸入 stdin 獲取一個字元（一個無符號字元）。這等同於 getc 帶有 stdin 作為參數。

聲明

下麵是 getchar() 函數的聲明。

int getchar(void)

參數

  • NA

返回值

該函數以無符號 char 強制轉換為 int 的形式返回讀取的字元，如果到達文件末尾或發生讀錯誤，則返回 EOF。

strftime()

描述

C 庫函數 size_t strftime(char *str, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr) 根據 format 中定義的格式化規則，格式化結構 timeptr 表示的時間，並把它存儲在 str 中。

聲明

下麵是 strftime() 函數的聲明。

size_t strftime(char *str, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr)

參數

  • str -- 這是指向目標數組的指針，用來複制產生的 C 字元串。
  • maxsize -- 這是被覆制到 str 的最大字元數。
  • format -- 這是 C 字元串，包含了普通字元和特殊格式說明符的任何組合。這些格式說明符由函數替換為表示 tm 中所指定時間的相對應值。格式說明符是：

說明符

替換為

實例

%a

縮寫的星期幾名稱

Sun

%A

完整的星期幾名稱

Sunday

%b

縮寫的月份名稱

Mar

%B

完整的月份名稱

March

%c

日期和時間表示法

Sun Aug 19 02:56:02 2012

%d

一月中的第幾天（01-31）

19

%H

24 小時格式的小時（00-23）

14

%I

12 小時格式的小時（01-12）

05

%j

一年中的第幾天（001-366）

231

%m

十進位數表示的月份（01-12）

08

%M

分（00-59）

55

%p

AM 或 PM 名稱

PM

%S

秒（00-61）

02

%U

一年中的第幾周，以第一個星期日作為第一周的第一天（00-53）

33

%w

十進位數表示的星期幾，星期日表示為 0（0-6）

4

%W

一年中的第幾周，以第一個星期一作為第一周的第一天（00-53）

34

%x

日期表示法

08/19/12

%X

時間表示法

02:50:06

%y

年份，最後兩個數字（00-99）

01

%Y

年份

2012

%Z

時區的名稱或縮寫

CDT

%%

一個 % 符號

%

  • timeptr

-- 這是指向 tm 結構的指針，該結構包含了一個被分解為以下各部分的日曆時間：

struct tm {
int tm_sec; /* 秒，範圍從 0 到 59 */
int tm_min; /* 分，範圍從 0 到 59 */
int tm_hour; /* 小時，範圍從 0 到 23 */
int tm_mday; /* 一月中的第幾天，範圍從 1 到 31 */
int tm_mon; /* 月份，範圍從 0 到 11 */
int tm_year; /* 自 1900 起的年數 */
int tm_wday; /* 一周中的第幾天，範圍從 0 到 6 */
int tm_yday; /* 一年中的第幾天，範圍從 0 到 365 */
int tm_isdst; /* 夏令時 */
};

返回值

如果產生的 C 字元串小於 size 個字元（包括空結束字元），則會返回覆制到 str 中的字元總數（不包括空結束字元），否則返回零。

atoi()

描述

C 庫函數 int atoi(const char *str) 把參數 str 所指向的字元串轉換為一個整數（類型為 int 型）。

聲明

下麵是 atoi() 函數的聲明。

int atoi(const char *str)

參數

  • str -- 要轉換為整數的字元串。

返回值

該函數返迴轉換後的長整數，如果沒有執行有效的轉換，則返回零。

參考文檔

本文來自博客園，作者：舟清颺，轉載請註明原文鏈接：https://www.cnblogs.com/zqingyang/p/18218543


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