linux系统编程之文件与IO：文件描述符、open，close

cxwpf200

   

• 什么是IO？
  

  

   

• 输入/输出是主存和外部设备之间拷贝数据的过程
  

　　设备->内存（输入操作）
　　内存->设备（输出操作）

   

• 高级I/O
  

　　ANSI C提供的标准I/O库称为高级I/O，通常也称为带缓冲的I/O

   

• 低级I/O
  

　　通常也称为不带缓冲的I/O
　　2. 文件描述符：fd

   

• 对于Linux而言，所有对设备或文件的操作都是通过文件描述符进行的。   
  
• 当打开或者创建一个文件的时候，内核向进程返回一个文件描述符（非负整数）。后续对文件的操作只需通过该文件描述符，内核记录有关这个打开文件的信息。   
  
• 一个进程启动时，默认打开了3个文件，标准输入、标准输出、标准错误，对应文件描述符是0（STDIN_FILENO）、1（STDOUT_FILENO）、2（STDERR_FILENO）,这些常量定义在unistd.h头文件中。C库函数中与之对应的是：stdin,stdout,stderr,不过这三个是FILE指针类型。
  

　　3.文件描述符与文件指针相互转换
　　可以通过以下两个函数实现：

   

• fileno：将文件指针转换为文件描述符
  

　　#include
　　int fileno(FILE *stream)
　　测试程序：
#include
#include
int main(void)
{
printf("fileno(stdin) = %d\n", fileno(stdin));
printf("fileno(stdout) = %d\n", fileno(stdout));
printf("fileno(stderr) = %d\n", fileno(stderr));
return 0;
}
测试结果：

• fdopen：将文件描述符转换为文件指针
  

　　#include

　　FILE *fdopen(int fd, const char *mode)    //mode :r,w,r+,w+,a,a+
　　4.文件系统调用

• open系统调用
  

　　有几种方法可以获得允许访问文件的文件描述符。最常用的是使用open（）（打开）系统调用
　　函数原型
　　#include  
#include  
#include
　　int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
　　参数
　　path ：文件的名称，可以包含（绝对和相对）路径
　　flags：文件打开模式
　　mode：用来规定对该文件的所有者，文件的用户组及系 统中其他用户的访问权限
　　返回值
　　打开成功，返回文件描述符；
　　打开失败，返回－1
　　文件打开方式：

　　O_EXCL表示：当O_EXCL|O_CREAT时，若文件存在，则打开失败，不存在，则打开成功
　　访问权限：

　　open系统调用的几点说明：
　　可以利用按位逻辑加(bitwise-OR)(|)对打开方式的标志值进行组合。
　　如打开一个新文件：
　　＃define NEWFILE  (O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC)
　　对访问权限位进行访问所用到的标识符，均可以通过
　　＃include  访问到,同样可以通过|运算来对访问权限进行组合也可以直接给出数字表示如0655
　　#define MODE755 (S_IRWXU|S_IRGRP|S_IXGRP|S_IROTH|S_IXOTH)
　　注：文件的访问权限是根据：umask&~mode得出来的，例如umask=0022,mode = 0655 则访问权限为：644
　　测试程序：

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)
int main(void)
{
umask(0);
int fd;
fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
if (fd == -1)
ERR_EXIT("open error");
printf("open succ\n");
return 0;
}

　　测试结果一：采用默认的umask值

　　测试结果二：重新设置umask值

• close系统调用
  

　　为了重新利用文件描述符，用close()系统调用释放打开的文件描述符
　　函数原型：
　　#include
　　int close(int fd);
　　函数参数：
　　-fd ：要关闭的文件的文件描述符
　　返回值
　　如果出现错误，返回-1
　　调用成功返回0
　　注：若没有显示调用close（），当程序退出时也会关闭文件

• creat系统调用
  

　　为了维持与早期的UNIX系统的向后兼容性，Linux也提供可选的创建文件的系统调用，它称为creat()。现代的linux内核很少采用creat创建文件，因为open可以完成创建功能
　　函数原型：
　　int creat(const char *path, mode_t mode)；
　　参数
　　path ：文件的名称，可以包含（绝对和相对）路径
　　mode: 用来规定对该文件的所有者，文件的用户组及系 统中其他用户的访问权限
　　返回值
　　打开成功，返回文件描述符；
　　打开失败，返回－1
　　在UNIX的早期版本中，open()系统调用仅仅存在两个参数的形式。如文件不存在，它就不能打开这些文件。文件的创建则由单独的系统调用creat()完成。在Linux及所有UNIX的近代版本中，creat()系统调用是多余的。
　　creat()调用
　　fd = creat(file, mode)；
　　完全等价于近代的open()调用
　　fd = open(file, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode)；