linux文件IO简述和内容整理

每天需要给自己 定出明确的目标，否则将很难完成任务，自己需要逼自己一把。
人需要目标，就跟船需要灯塔一样，灯塔不会照亮你所有的路，但是起码证明，你所到达的地方是光明的。曾经感觉自己已经是一条破船了，但是现在看来可能自认为是破船，但是修补和装饰下还是一艘新的船，依旧能够从现在 启航，迎接人生未来的挑战。 - 2021.11.25

• 正文：
  Linux中的一个基本哲学是一切皆文件，包括普通文件，字符设备，块设备，套接字都是文件，对于这些文件的基本 操作，就是文件打开，文件读写，文件关闭。
  普通文件， 设备文件指代系统中的 一个具体设备，管道文件 FIFO文件，是指特殊文件，用于进程间的通信，套接字文件（socket 文件）用于网络通信方面。
• 文件I/O的常用操作：打开：open 关闭：close 读：read 写：write，因为这些是以最基本的系统服务形式提供的，所以称它们为基本I/O函数。
• 文件描述符：fd 进程中用来表示某个文件的数，也叫句柄。 类似于排队拿号中的编号，通过叫号来通知具体的人。对于系统 而言，进程操作的每一个文件，都是通过fd来进行，先调用open或者create来取得该文件的描述符fd，在将fd传给read和write等 文件操作函数。通常情况下，文件描述符0 1 2在 进程启动时已经被占用，分别为 0 标准输入，1 标准输出和2 标准错误。
• fcntl.h 定义了open create等函数， unistd.h定义了read write close lseek等函数
• open函数 打开文件，需要指定打开文件标志，即只读 只写 读写等等
  O_RDONLY O_WRONLY O_RDWR O_CREAT O_EXCL O_NOCTTY（）O_TRUNC O_APPEND O_NONBLOCK O_SYNC O_NOFOLLOW O_DIRECTORY
  
  
  
  mode：创建文件时才会起作用，否则忽略，含义中分为所属 用户权限、组用户权限以及其他 用户权限，所属用户第一位 组用户第二位 其他用户第三位 相关的值则为执行1 写2 读4

creat()的参数 pathname 和 mode 的含义，与 open()的同名参数含义相同，某些条件下调
用 creat()的效果与 open()是相同的，两者的差别：create创建文件，如果文件不存在直接创建文件，如果文件存在则现将文件内容情况，长度截为0，在返回对应的文件描述符；对于open，如果设置了O_CREAT，则 是如果文件不存在，则创建文件，且返回对应的文件描述符，如果文件存在，则直接打开并且返回文件描述符。

• close：需要的参数仅为文件描述符fd
  注：当一个文件被打开多次时，比如被多个进程同时打开，或在同一个进程中被打开多次，
  每打开一次，该文件内部的引用计数就增加 1，对该文件每调用一次 close()，文件引用计数
  则减 1，当计数值减到 0 时，内核才关闭该文件。当进程终止时，内核会回收进程资源，也
  按上述规则关闭进程打开的全部文件。

• read 从打开的文件读取数据，可以调用read函数实现，

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

操作成功，返回实际读取的字节数，如果已到达文件结尾，返回 0，否则返回-1 表示出
错，同时设置全局变量 errno 报告具体错误的原因。所以实际读取的字节数可以小于请求的字节数count。

• write

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

参数 fd 是所打开文件的描述符，buf 是数据缓冲区，存放着准备写入文件的数据，count
是请求写入的字节数。实际写入的字节数可以小于请求写的字节数。

• fsync：
  write()函数一旦返回，表明所写的数据已提交到系统内部缓存了，但此时数据并不一定
  已经被写入磁盘等持久存储设备中。要确保已修改过的数据全部写入持久存储设备中，正确
  的做法是调用 fsync 函数进行文件数据同步，强制把已修改过的文件数据写入持久存储设备
  中。
  嵌入式系统通常采用闪存（Flash Memory）作系统盘，write()返回后也应该用 fsync()及
  时把修改过的文件数据写入闪存中。如果不调用 fsync()，在 write()返回后马上就复位或重新
  上电，则所作的修改就可能没有被更新，从而造成文件数据丢失。

int fsync(int fd);

fsync()针对打开的文件，参数 fd 是已打开文件的描述符，fsync()调用在将该文件已修改
数据全部写入磁盘后才会返回。操作成功返回 0，否则返回-1，同时设置全局变量 errno 报
告具体错误的原因。

• iseek:普通磁盘文件一般都能随机读写，这类文件可通过 lseek()函数改变文件读写位置；而顺序读写文件只能从头到尾，按顺序进行读写，如管道（pipe）文件、套接字（socket）文件或 FIFO，都是按顺序读写的，不支持 lseek 操作，不能像普通磁盘文件那样可以随机读写。设备文件是否支持lseek 操作，则与具体的设备有关。

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

lseek()的参数 fd 是所打开文件的描述符，offset 是目标位置，其偏移的参照点由第 3 个
参数 whence 决定，whence 有效值是 SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END，

• ioctl:文件的I/O操作 中还有很多不好归到read/write中的，只好放到这个函数中，很多设备文件也可以通过ioctl函数提供设备特意的操作，比如修改设备寄存器 的值。ioctl()的 cmd 操作命令是文件专有的，不同的文件，cmd 往往是不同的，没有共用性，