Linux系统文件IO

2019-06-16

在 C 中有 fread、fwrite 等读写文件的库函数，Linux 系统也提供了操作文件的系统调用。

fopen、fclose、fread、fwrite 都是 C 标准库中的函数，libc。

Linux 中关于文件 IO 的系统调用：open、close、read、write、lseek。

注意缓冲策略：

write 无缓冲，printf 行缓冲。

常见缓冲策略：

无缓冲

例如：write 系统调用

行缓冲：遇到 \n 就刷新，或者缓冲区满才刷新，或者手动花心(fflush)

例如：打印到显示器

全缓冲：一直到缓冲区满才刷新，或者手动刷新

例如：输出到文件

文件描述符 fd

Linux 上一个进程运行了后，默认打开三个文件：stdin、stdout、stderr。

用什么来确定这三个文件在哪里呢？或者说如果我要从键盘读入一些东西，应该从哪个文件读呢？

文件描述符、文件描述符表。

文件描述符表是一个指针数组，每一个元素都是一个 file* 指针，指向一个已经打开的文件。

文件描述符是这个指针数组的下标，所以只要拿着文件描述符，就可以找到对应的文件。

我在网上看到别人说在 Linux 内核中并不是简单的数组下标，是通过 hash 计算出来的，咱现在也不懂，后面看到了再补充。

文件描述符表

文件描述符分配规则

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    // close(0);
    int fd = open("baseCIO.c", O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(0);
    }
    printf("fd : %d\n", fd);
    close(fd);

    return 0;
}

//close(0)

close(0)

文件描述符分配规则：在数组中找到当前没有被使用的最小的下标，作为新的文件描述符。

open

man open：

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);

       int creat(const char *pathname, mode_t mode);

参数

pathname：要打开或创建的目标文件

flags：打开文件时，可以传入多个参数选项(位图的方式)，用下面的一个或者多个常量进行”或”运算，构成 flags。

O_RDONLY 只读打开
O_WRONLY 只写打开
O_RDWR 读，写打开

上面这三个常量，必须指定并且只能指定一个。
O_CREAT 若文件不存在，则创建。需要使用 mode 选项来指明新文件的访问权限。
O_APPEND 追加写

返回值

成功：新打开的文件描述符

失败：-1

栗子

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 写文件
void writeFile() {
    int fd = open("test", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
    if (fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }
    
    const char* msg = "hello sys io\n";
    for (size_t i = 0; i < 5; i++) {
        // msg:缓冲区首地址， len: 本次读取，期望写入多少个字节的数据。 
        // 返回值:实际写了多少字节数据
        ssize_t real_len = write(fd, msg, strlen(msg));
        printf("real len = %lu\n", real_len);
    }

    close(fd);
}

// 读文件
void readFile() {
    int fd = open("test", O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(-1);
    }

    const char* msg = "hello sys io\n";
    char buf[1024] = {0};
    while (1) {
        ssize_t s = read(fd, buf, strlen(msg));
        if (s > 0) {
            printf("buf = %s", buf);
        } else {
            break;
        }
    }
}

int main(void) {
    writeFile();
    
    readFile();

    return 0;
}

sysIO.c 读写文件