1月12日学习总结——文件操作

系统调用：

    系统调用是指操作系统提供给用户一组“特殊”接口，用户程序可以通过这组“特殊”接口来获得操作系统内核提供的的服务。

    由于在Linux中，为了更好地保护内核空间，将程序的运行空间分为内核空间和用户空间（也就是常称的内核态和用户态），它们分别运行在不同的级别上，在逻辑上是相互隔离的。因此，用户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也无法使用内核函数，它们只能在用户空间操作用户数据，调用用户空间的函数。

    系统调用并不是直接与程序员进行交互的，它仅仅是一个通过软中断机制向内核提交请求，以获取内核服务的接口。在实际使用中程序员调用的通常是用户编程接口—API（application program interface）。

    系统命令相对API更高了一层，它实际上是一个可执行程序，它的内部引用了用户编程接口（API）来实现相应的功能。

    在Linux中对目录和设备的操作都等同于对文件的操作，都是使用文件描述符来进行的。

    当打开一个现存文件或创建一个新文件时，内核就向进程返回一个文件描述符；当需要读写文件时，也需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。文件描述符是一个非负的整数，它是一个索引值，并指向在内核中每个进程打开文件的记录表。

    一个进程启动时，都会打开3个文件：标准输入、标准输出和标准出错处理 。文件描述符分别为：0, 1, 2

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    C库函数的文件操作是独立于具体的操作系统平台的，不管是在DOS、Windows、Linux还是在VxWorks中都是这些函数。不带缓存的I/O（即内存与硬盘间的读写）是对文件描述符操作，带缓存（缓存在内存和硬盘之间，是虚拟内存）的I/O是针对流（即字符串）的。标准I/O库就是带缓存的I/O，它代替用户处理很多细节，比如缓存分配、以优化长度执行I/O等。

    标准I/O提供缓存的目的就是减少调用read和write的次数，它对每个I/O流自动进行缓存管理（标准I/O函数通常调用malloc来分配缓存）。

    它提供了三种类型的缓存：  

        1) 全缓存。当填满标准I/O缓存后才执行I/O操作。磁盘上的文件通常是全缓存的。   

        2) 行缓存。当输入输出遇到新行符或缓存满时，才由标准I/O库执行实际I/O操作。stdin、stdout通常是行缓存的。

        3) 无缓存。相当于read、write了。stderr通常是无缓存的，因为它必须尽快输出。

    一般而言，由系统选择缓存的长度，并自动分配。标准I/O库在关闭流的时候自动释放缓存。  在标准I/O库中，一个不足之处是需要复制的数据量。 当每次使用函数fgets和fputs时，通常需要复制两次数据：         

        第一次是在内核和标准I/O缓存之间（当调用read和write时），         

        第二次是在标准I/O缓存（通常系统分配和管理）和用户程序中的行缓存（fgets的参数就需要一个用户行缓存指针）之间。

 

常用函数：

int creat(const char *filename, mode_t mode ) 

参数：

filename :创建的文件名   （包含路径，缺省为当前路径）

mode：   创建模式（S_IRUSR  可读  、S_IWUSR  可写  、S_IXUSR  可执行  、S_IXRWU  可读、可写、可执行 ）

                除用以上宏 来选择创建模式，也可以用数字来表示。

 

open函数是用于打开或创建文件，在打开或创建文件时可以指定文件的属性及用户的权限等各种参数。

所需头文件：

#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 ); 

参数：

pathname：要打开或创建的文件的名字

flags        ：可用来说明此函数的多个选择项

mode       ：对于open函数而言，仅当创建新文件时才使用第三个参数

返回值 ：

成功返回新分配的文件描述符，出错返回-1并设置errno

以下可选项可以同时指定0个或多个, 和必选项按位或起来作为flags参数。

 O_CREAT ：若此文件不存在则创建它。使用此选择项时，需同时说明第三个参数mode，用其说明该新文件的存取权限。

   	fd_to = open(argv[2], O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, 00700);
	if (-1 == fd_to)
	{
		perror("open");
		exit(1);
	}

O_NONBLOCK： 如果pathname指的是一个块特殊文件或一个字符特殊文件，则此选择项为此文件的本次打开操作和后续的I / O操作设置非阻塞方式。

以下必选项中必须指定一个，且仅允许指定一个(这些常数定义在<fcntl.h>头文件中）

O_RDONLY   只读打开      

O_WRONLY   只写打开      

O_RDWR     读、写打开

 

当我们操作完文件以后,需要关闭文件：

int close(int fd)

 

int read(int fd, const void *buf, size_t   length)

功能： 从文件描述符fd所指定的文件中读取length个字节到buf所指向的缓冲区中，返回值为实际读取的字节数。

 

int write(int fd, const void * buf,  size_t length)

功能：     把length个字节从buf指向的缓冲区中写到文件描述符fd所指向的文件中，返回值为实际写入的字节数。