Linux系統(tǒng)調(diào)用和文件

Linux系統(tǒng)調(diào)用和文件I/OLinux系統(tǒng)調(diào)用與文件I/OLinux系統(tǒng)調(diào)用所謂系統(tǒng)調(diào)用是指操作系統(tǒng)提供應(yīng)用戶程序的一組“特殊〞接口，用戶程序可以經(jīng)過這組“特殊〞接口來獲得操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的特殊效力。在Linux中用戶程序不能直接訪問內(nèi)核提供的效力。為了更好的維護(hù)內(nèi)核空間，將程序的運轉(zhuǎn)空間分為內(nèi)核空間和用戶空間，他們運轉(zhuǎn)在不同的級別上，在邏輯上是相互隔離的。用戶程序接口〔API〕在Linux中用戶編程接口〔API〕遵照了在UNIX中最流行的運用編程界面規(guī)范—POSIX規(guī)范。這些系統(tǒng)調(diào)用編程接口主要經(jīng)過C庫〔libc〕實現(xiàn)的。內(nèi)核空間用戶空間系統(tǒng)調(diào)用用戶程序接口API系統(tǒng)命令系統(tǒng)調(diào)用、API與系統(tǒng)命令之間的關(guān)系文件I/O引見可用的文件I/O函數(shù)——翻開文件、讀文件、寫文件等等。大多數(shù)Linux文件I/O只需用到5個函數(shù)：open、read、write、lseek以及close。不帶緩存指的是每個read和write都調(diào)用內(nèi)核中的一個系統(tǒng)調(diào)用。這些不帶緩存的I/O函數(shù)不是ANSIC的組成部分，而是POSIX組成部分。文件描畫符對于內(nèi)核而言，一切翻開文件都由文件描畫符援用。文件描畫符是一個非負(fù)整數(shù)。當(dāng)翻開一個現(xiàn)存文件或創(chuàng)建一個新文件時，內(nèi)核向進(jìn)程前往一個文件描畫符。當(dāng)讀、寫一個文件時，用open或creat前往的文件描畫符標(biāo)識該文件，將其作為參數(shù)傳送給read或write。文件描畫符在POSIX.1運用程序中，整數(shù)0、1、2應(yīng)被代換成符號常數(shù)：STDIN_FILENOSTDOUT_FILENOSTDERR_FILENO這些常數(shù)都定義在頭文件<unistd.h>中。文件描畫符的范圍是0~OPEN_MAX。早期的UNIX版本采用的上限值是19(允許每個進(jìn)程翻開20個文件)，如今很多系統(tǒng)那么將其添加至256。open函數(shù)#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>intopen(constchar*pathname,intoflag, …/*,mode_tmode*/);功能：翻開文件前往：假設(shè)勝利為文件描畫符，假設(shè)出錯為-1open函數(shù)pathname是要翻開或創(chuàng)建的文件的名字。oflag參數(shù)可用來闡明此函數(shù)的多個選擇項。對于open函數(shù)而言，僅當(dāng)創(chuàng)建新文件時才運用第三個參數(shù)。用以下一個或多個常數(shù)進(jìn)展或運算構(gòu)成oflag參數(shù)(這些常數(shù)定義在<fcntl.h>頭文件中)：O_RDONLY只讀翻開。O_WRONLY只寫翻開。O_RDWR讀、寫翻開。O_APPEND每次寫時都加到文件的尾端。O_CREAT假設(shè)此文件不存在那么創(chuàng)建它。運用此選擇項時，需同時闡明第三個參數(shù)mode，用其闡明該新文件的存取答應(yīng)權(quán)位。O_EXCL假好像時指定了O_CREAT，而文件曾經(jīng)存在，那么出錯。這可測試一個文件能否存在，假設(shè)不存在那么創(chuàng)建此文件成為一個原子操作。O_TRUNC假設(shè)此文件存在，而且為只讀或只寫勝利翻開，那么將其長度截短為0。O_NOCTTY假設(shè)pathname指的是終端設(shè)備，那么不將此設(shè)備分配作為此進(jìn)程的控制終端。O_NONBLOCK假設(shè)pathname指的是一個FIFO、一個塊特殊文件或一個字符特殊文件，那么此選擇項為此文件的本次翻開操作和后續(xù)的I/O操作設(shè)置非阻塞方式。O_SYNC使每次write都等到物理I/O操作完成。creat函數(shù)#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>intcreat(constchar*pathname,mode_tmode);功能：創(chuàng)建一個新的文件。前往：假設(shè)勝利為只寫翻開的文件描畫符，假設(shè)出錯為-1。留意，此函數(shù)等效于：open(pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);creat的一個缺乏之處是它以只寫方式翻開所創(chuàng)建的文件。close函數(shù)#include<unistd.h>intclose(intfiledes)；功能：封鎖一個翻開文件前往：假設(shè)勝利為0，假設(shè)出錯為-1 當(dāng)一個進(jìn)程終止時，它一切的翻開文件都由內(nèi)核自動封鎖。很多程序都運用這一功能而不顯式地用close封鎖翻開的文件。lseek函數(shù)每個翻開文件都有一個與其相關(guān)聯(lián)的“當(dāng)前文件偏移量〞。它是一個非負(fù)整數(shù)，用以度量從文件開場處計算的字節(jié)數(shù)。通常，讀、寫操作都從當(dāng)前文件偏移量處開場，并使偏移量添加所讀或?qū)懙淖止?jié)數(shù)。按系統(tǒng)默許，當(dāng)翻開一個文件時，除非指定O_APPEND選擇項，否那么該位移量被設(shè)置為0?？梢哉{(diào)用lseek顯式地定位一個翻開文件。lseek函數(shù)#include<sys/types.h>#include<unistd.h>off_tlseek(intfilesdes,off_toffset,intwhence);功能：設(shè)置文件內(nèi)容讀寫位置前往：假設(shè)勝利為新的文件位移，假設(shè)出錯為-1。對參數(shù)offset的解釋與參數(shù)whence的值有關(guān)。假設(shè)whence是SEEK_SET，那么將該文件的位移量設(shè)置為距文件開場處offset個字節(jié)。假設(shè)whence是SEEK_CUR，那么將該文件的位移量設(shè)置為其當(dāng)前值加offset，offset可為正或負(fù)。假設(shè)whence是SEEK_END，那么將該文件的位移量設(shè)置為文件長度加offset，offset可為正或負(fù)。read函數(shù)#include<unistd.h>ssize_tread(intfd,void*buf,size_tcount);功能：從翻開文件中讀數(shù)據(jù)前往：讀到的字節(jié)數(shù)，假設(shè)已到文件尾為0，假設(shè)出錯為-1。read函數(shù)有多種情況可使實踐讀到的字節(jié)數(shù)少于要求讀字節(jié)數(shù)：讀普通文件時，在讀到要求字節(jié)數(shù)之前已到達(dá)了文件尾端。例如，假設(shè)在到達(dá)文件尾端之前還有30個字節(jié)，而要求讀100個字節(jié)，那么read前往30，下一次再調(diào)用read時，它將前往0(文件尾端)。當(dāng)從終端設(shè)備讀時，通常以行為單位，讀到換行符就前往。當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)讀時，網(wǎng)絡(luò)中的緩沖機(jī)構(gòu)能夠呵斥前往值小于所要求讀的字節(jié)數(shù)。某些面向記錄的設(shè)備，例如磁帶，一次最多前往一個記錄。讀操作從文件的當(dāng)前位移量處開場，在勝利前往之前，該位移量添加實踐讀得的字節(jié)數(shù)。write函數(shù)#include<unistd.h>ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tcount);功能；向翻開文件寫數(shù)據(jù)。前往：假設(shè)勝利為已寫的字節(jié)數(shù)，假設(shè)出錯為-1。其前往值通常與參數(shù)count的值不同，否那么表示出錯。write出錯的一個常見緣由是：磁盤已寫滿，或者超越了對一個給定進(jìn)程的文件長度限制。對于普通文件，寫操作從文件的當(dāng)前位移量處開場。假設(shè)在翻開該文件時，指定了O_APPEND選擇項，那么在每次寫操作之前，將文件位移量設(shè)置在文件的當(dāng)前結(jié)尾處。在一次勝利寫之后，該文件位移量添加實踐寫的字節(jié)數(shù)。fcntl函數(shù)#include<unistd.h>#include<fcntl.h>intfcntl(intfiledes,intcmd,...);功能：改動曾經(jīng)翻開文件的性質(zhì)前往：假設(shè)勝利那么依賴于cmd()，假設(shè)出錯為-1。fcntl函數(shù)fcntl函數(shù)有五種功能：復(fù)制一個現(xiàn)存的描畫符,新文件描畫符作為函數(shù)值返(cmd＝F_DUPFD〕。獲得/設(shè)置文件描畫符標(biāo)志,對應(yīng)于filedes的文件描畫符標(biāo)志作為函數(shù)值前往．〔cmd=F_GETFD或F_SETFD〕。獲得/設(shè)置文件形狀標(biāo)志，對應(yīng)于filedes的文件形狀標(biāo)志作為函數(shù)值前往?！瞔md=F_GETFL或F_SETFL〕。獲得/設(shè)置異步I/O〔cmd=F_GETOWN或F_SETOWN〕。獲得/設(shè)置記錄鎖〔cmd=F_SETLK,F_SETLKW〕。O_RDONLY只讀打開O_WRONLY只寫打開O_RDWR讀/寫打開O_APPEND寫時都添加至文件尾O_NONBLOCK非阻塞方式O_SYNC等待寫完成O_ASYNC異步I/O文件形狀標(biāo)志闡明ioctl函數(shù)ioctl函數(shù)是I/O操作的雜物箱。不能用本章中其他函數(shù)表示的I/O操作通常都能用ioctl表示。終端I/O是ioctl的最大運用方面，主要用于設(shè)備的I/O控制。#include<sys/ioctl.h>intioctl(intfiledes,intrequest,...);前往：假設(shè)出錯那么為-1，假設(shè)勝利那么為其他值。ioctl函數(shù)例如：串口線上傳送的數(shù)據(jù)經(jīng)過read、write來操作，而串口的波特率、校驗位、停頓位可以經(jīng)過ioctl來設(shè)置。規(guī)范文件I/O操作fopen函數(shù)#include<stdio.h>FILE*fopen(constchar*path,constchar*mode)函數(shù)功能：翻開一個文件前往值：文件順利翻開后，指向該流的文件指針就會被前往。假設(shè)文件翻開失敗那么前往NULL，并把錯誤代碼存在error中。參數(shù)闡明path字符串包含欲翻開的文件途徑及文件名，參數(shù)mode字符串那么代表著流形狀。Mode有以下幾種形狀字符串：r翻開只讀文件，該文件必需存在r+翻開可讀寫的文件，該文件必需存在w翻開只寫文件，假設(shè)文件存在那么文件長度清為0，即該文件內(nèi)容會消逝。假設(shè)文件不存在那么建立該文件。w+翻開可讀寫文件，假設(shè)文件存在那么文件長度清為0，即該文件內(nèi)容會消逝。假設(shè)文件不存在那么建立該文件。a以附加的方式翻開只寫文件。假設(shè)文件不存在那么建立，存在那么把數(shù)據(jù)添加在文件末尾a+以附加的方式翻開讀寫文件，同a。fclose函數(shù)#include<stdio.h>Intfclose(FILE*stream)功能：封鎖一個流。留意：運用fclose函數(shù)就可以把緩沖區(qū)內(nèi)最后剩下的數(shù)據(jù)輸出到磁盤文件中，并釋放文件指針和有關(guān)的緩沖區(qū)。fputc函數(shù)#include<stdio.h>intfputc(intch,FILE*stream);功能：送一個字符到一個流中。fgetc函數(shù)#include<stdio.h>intfgetc(FILE*stream);功能：fgetc()從參數(shù)stream所指的文件中讀取一個字符。假設(shè)讀到文件尾而無數(shù)據(jù)時便前往EOFfseek函數(shù)include<stdio.h>intfseek(FILE*stream,longoffset,intfromwhere);類似lseek();ftelllongftell(FILE*stream);fgets函數(shù)#inlcude<stdio.h>Char*fgets(char*s,intsize,FILE*stream);函數(shù)闡明：函數(shù)fgets用來從參數(shù)stream所指的文件內(nèi)讀入字符并存入到參數(shù)s所指的內(nèi)存空間，直到出現(xiàn)換行符、讀到文件尾或是已讀了size-1個字符為止，最后會加上NULL作為字符串終了。前往值：勝利前往s指針，錯誤前往NULLfputs函數(shù)fprintf函數(shù)#include<stdio.h>intfprintf(FILE*stream,constchar*format,…);功能：fprintf()函數(shù)根據(jù)指定的format〔格式〕〔格式〕發(fā)送信息〔參數(shù)〕到由stream〔流〕指定的文件。fprintf()只能和printf()一樣任務(wù)。Fprintf()的前往值是輸出的字符數(shù)，發(fā)送錯誤時前往一個負(fù)值。fscanf函數(shù)#include<stdio.h>Intfscanf(FILE*stream,char*format,…);功能：從一個流中執(zhí)行格式化輸入fread函數(shù)#include<stdio.h>Intfread(void*ptr,intsize,intnitems,FILE*stream);功能：從一個流中讀數(shù)據(jù)參數(shù)：用于接受數(shù)據(jù)的地址〔指針〕〔ptr〕單個元素的大小〔size〕:單位是字節(jié)而不是位，例如：讀取一個整數(shù)值就是4元素個數(shù)〔nitems〕提供數(shù)據(jù)的文件指針〔stream〕前往值:勝利讀取的元素個數(shù)fwrite函數(shù)#include<stdio.h>Intfwrite(constvo