Linux系统编程001–系统IO

1. 文件系统：用来存储、组织、管理文件的一套方式、协议

2. 文件

• 文件的属性：i-node唯一表示一个文件的存在与否
• 文件的内容

3. Linux系统如何实现文件的操作？

硬件层：     inode（属性）--->文件的内容 Linux内核：     struct inode{}用来描述一个文件的屋里inode的信息【链表保存】，系统识别到一个文件的存在，     就会为它创建一个struct inode，一个文件只会唯一对应一个struct inode      struct file{}用来描述一个已经打开的文件：         文件状态标记（如：O_RDONLY、O_WRONLY......）         文件的偏移量/offset（类似“光标”）      struct inode*         每一个打开的文件都会对应一个struct file         一个文件可以被多个不同的进程打开，一个进程也可以打开多个文件      操作文件的过程：         struct file---> struct inode--->硬件上面的inode--->文件的内容         linux为了屏蔽文件操作的具体细节，为每一个进程创建一个“进程文件表项”，         保存每一个进程打开的文件的 struct file* 的数组         struct file*fds[]             0  struct file*--->struct inode......             1  struct file*--->struct inode......             ......      linux再提供操作文件的函数接口：         fd = open()         打开一个指定的文件，返回“进程文件表项”的下标，         int  "文件描述符"：在linux应用中，用来描述一个已经打开的文件，每一个打开的文件都有有个唯一的id,                             后续操作这个文件，都是通过这个id操作该文件         read(fd)         write(fd)         close(fd)         ......     linux系统提供的这些用于操作文件的接口函数（open,read.....），我们称为“系统IO”     系统IO：操作系统提供的对文件的输入输出的接口

4. Linux系统IO的使用

文件的操作步骤

• 打开文件 open()

NAME     open, openat, creat - open and possibly create a file     打开或者创建（创建并打开）一个文件 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：要打开或者创建的文件名，带路径(不带路径表示当前路径)          flags：打开文件的标记             O_RDONLY:只读             O_WRONLY:只写             O_RDWR:读写             以上三个标记只能选一个（文件的打开方式）             O_APPEND：追加标记，打开文件后，文件的偏移量会在文件的末尾。（默认情况下，读和写的标记在文件的开头）             O_CREAT：创建标记，如果不存在，则创建文件             O_EXCL：该标记一般和O_CREAT配合使用，用来测试文件是否存在                     如果指定O_CREAT | O_EXCL,并且文件存在，则open会失败，并且errno设置为EEXIST,表示文件已存在             O_TRUNC：truncate  截短，清除文件内容             O_NONBLOCK：非阻塞方式打开文件                         非阻塞：不等待                         如果文件没有内容，read不会等待，直接返回一个错误                         如果文件没有空间了，write不会阻塞，直接返回一个错误                         阻塞：等待                         如果文件没有内容，read会等待(直到有数据或出错)                         如果文件没有空间了，write会阻塞，(直到有空间或出错)                         。。。。。。             多个标记使用“|”链接(标记是使用位域实现的)             O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC         mode:指定创建的文件的权限，当第二个参数带有O_CREAT时，指定创建的文件的权限         返回值：成功打开一个文件，返回打开文件的文件描述符（>2 && int（下标））         	  操作系统会自动为每一个进程打开三个文件：         	  标准输入文件：文件描述符 STDIN_FILENO (0)         	  标准输出文件：文件描述符 STDOUT_FILENO (1)         	  标准出错文件：文件描述符 STDERR_FILENO (2)         	  失败返回-1，同时errno被设置      errno是一个全局变量，是用来保存最后一个出错的错误码          头文件： #include<srrno.h>          路径：/usr/include/errno.h          perror 把错误码对应的错误字符串打印出来          perro("user indi");             user indi:用户自己的提示信息         	打印出来的形式：用户自己的提示信息：系统错误码的提示信息     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*[]) {     //打开文件 	int fd=open(argv[1],O_RDWR, 0666);     if(-1 == fd)     {         printf("open %s errorn",argv[1]);         //解析errno         perror("open error");         return -1;     } 	peintf("open successn");     peintf("fd = %dn",fd);     //关闭文件     close(fd)q;     retrun 0; }

• 对文件的操作（读、写...）
• 关闭文件

NAME     close - close a file descriptor SYNOPSIS     #include <unistd.h>      int close(int fd);         close是用来关闭fd指定的文件         fd:file descriptor 文件描述符         返回值：             成功：返回0             失败：返回-1，同时errno被设置