Linux系統編程001--系統IO

来源:https://www.cnblogs.com/emolife/archive/2022/09/14/16694090.html
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1. 文件系統:用來存儲、組織、管理文件的一套方式、協議 2. 文件 文件的屬性:i-node唯一表示一個文件的存在與否 文件的內容 3. Linux系統如何實現文件的操作? 硬體層: inode(屬性) >文件的內容 Linux內核: struct inode{}用來描述一個文件的屋裡inode的 ...


1. 文件系統:用來存儲、組織、管理文件的一套方式、協議

2. 文件

  • 文件的屬性:i-node唯一表示一個文件的存在與否
  • 文件的內容

3. Linux系統如何實現文件的操作?

硬體層:
    inode(屬性)--->文件的內容
Linux內核:
    struct inode{}用來描述一個文件的屋裡inode的信息【鏈表保存】,系統識別到一個文件的存在,
    就會為它創建一個struct inode,一個文件只會唯一對應一個struct inode

    struct file{}用來描述一個已經打開的文件:
        文件狀態標記(如:O_RDONLY、O_WRONLY......)
        文件的偏移量/offset(類似“游標”)

    struct inode*
        每一個打開的文件都會對應一個struct file
        一個文件可以被多個不同的進程打開,一個進程也可以打開多個文件

    操作文件的過程:
        struct file---> struct inode--->硬體上面的inode--->文件的內容
        linux為了屏蔽文件操作的具體細節,為每一個進程創建一個“進程文件表項”,
        保存每一個進程打開的文件的 struct file* 的數組
        struct file*fds[]
            0  struct file*--->struct inode......
            1  struct file*--->struct inode......
            ......

    linux再提供操作文件的函數介面:
        fd = open()
        打開一個指定的文件,返回“進程文件表項”的下標,
        int  "文件描述符":在linux應用中,用來描述一個已經打開的文件,每一個打開的文件都有有個唯一的id,
                            後續操作這個文件,都是通過這個id操作該文件
        read(fd)
        write(fd)
        close(fd)
        ......
    linux系統提供的這些用於操作文件的介面函數(open,read.....),我們稱為“系統IO”
    系統IO:操作系統提供的對文件的輸入輸出的介面

4. Linux系統IO的使用

文件的操作步驟

  • 打開文件 open()
NAME
    open, openat, creat - open and possibly create a file
    打開或者創建(創建並打開)一個文件
SYNOPSIS
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>

    int open(const char *pathname, int flags);
    int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
        pathname:要打開或者創建的文件名,帶路徑(不帶路徑表示當前路徑) 
        flags:打開文件的標記
            O_RDONLY:只讀
            O_WRONLY:只寫
            O_RDWR:讀寫
            以上三個標記只能選一個(文件的打開方式)
            O_APPEND:追加標記,打開文件後,文件的偏移量會在文件的末尾。(預設情況下,讀和寫的標記在文件的開頭)
            O_CREAT:創建標記,如果不存在,則創建文件
            O_EXCL:該標記一般和O_CREAT配合使用,用來測試文件是否存在
                    如果指定O_CREAT | O_EXCL,並且文件存在,則open會失敗,並且errno設置為EEXIST,表示文件已存在
            O_TRUNC:truncate  截短,清除文件內容
            O_NONBLOCK:非阻塞方式打開文件
                        非阻塞:不等待
                        如果文件沒有內容,read不會等待,直接返回一個錯誤
                        如果文件沒有空間了,write不會阻塞,直接返回一個錯誤
                        阻塞:等待
                        如果文件沒有內容,read會等待(直到有數據或出錯)
                        如果文件沒有空間了,write會阻塞,(直到有空間或出錯)
                        。。。。。。
            多個標記使用“|”鏈接(標記是使用位域實現的)
            O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC
        mode:指定創建的文件的許可權,當第二個參數帶有O_CREAT時,指定創建的文件的許可權
        返回值:成功打開一個文件,返回打開文件的文件描述符(>2 && int(下標))
        	  操作系統會自動為每一個進程打開三個文件:
        	  標準輸入文件:文件描述符 STDIN_FILENO (0)
        	  標準輸出文件:文件描述符 STDOUT_FILENO (1)
        	  標準出錯文件:文件描述符 STDERR_FILENO (2)
        	  失敗返回-1,同時errno被設置
     errno是一個全局變數,是用來保存最後一個出錯的錯誤碼
         頭文件: #include<srrno.h>
         路徑:/usr/include/errno.h
         perror 把錯誤碼對應的錯誤字元串列印出來
         perro("user indi");
            user indi:用戶自己的提示信息
        	列印出來的形式:用戶自己的提示信息:系統錯誤碼的提示信息
    int creat(const char *pathname, mode_t mode);
//open.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char argv*[])
{
    //打開文件
	int fd=open(argv[1],O_RDWR, 0666);
    if(-1 == fd)
    {
        printf("open %s error\n",argv[1]);
        //解析errno
        perror("open error");
        return -1;
    }
	peintf("open success\n");
    peintf("fd = %d\n",fd);
    //關閉文件
    close(fd)q;
    retrun 0;
}
  • 對文件的操作(讀、寫...)
  • 關閉文件
NAME
    close - close a file descriptor
SYNOPSIS
    #include <unistd.h>

    int close(int fd);
        close是用來關閉fd指定的文件
        fd:file descriptor 文件描述符
        返回值:
            成功:返回0
            失敗:返回-1,同時errno被設置

 


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