本文介绍了Linux系统中关于文件I/O的各种函数，包括open函数的oflag标志、close函数在关闭文件时释放记录锁的功能、lseek函数对文件偏移量的操作、read函数可能出现的读取字节数少于请求的情况，以及sync、fsync和fdatasync在同步数据到磁盘方面的区别。还提到了fcntl和ioctl函数在文件控制和I/O控制中的应用。
函数
open函数oflag标志
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| O_RDONLY | 只读打开 |
| O_WRONLY | 只写打开 |
| O_RDWR | 读写打开 |
| O_EXEC | 只执行打开 |
| O_SEARCH | 只搜索打开 |
| O_APPEND | 每次写时都追加到文件的尾端 |
| O_CLOEXEC | 把FD_CLOEXEC常量设置为文件描述符标志 |
| O_CREAT | 若此文件不存在则创建 |
| O_DIRECTORY | 如果引用的不是目录则出错 |
| O_EXCL | 如果同时指定了O_CREAT而文件已经存在，则出错 |
| O_NOCTTY | 如果引用的是终端设备，则不将该设备分配作为此进程的控制终端 |
| O_NOFOLLOW | 如果引用的是一个符号链接，则出错 |
| O_NONBLOCK | 如果引用的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符特殊文件，则本次打开操作和后续的IO操作设置为非阻塞方式 |
| O_SYNC | 使每次write等待物理IO操作完成，包括由该write操作引起的文件属性更新所需的IO |
| O_TRUNC | 如果此文件存在，而且为只写或读-写成功打开，则将其长度截断为0 |
| O_TTY_INIT | 如果打开一个未打开的终端设备，设置为非标准termios参数值 |
| O_DSYNC | 使每次write要等待物理IO操作完成，但是如果该写操作并不影响读取刚写入的数据，则不需要等待文件属性被更新 |
| O_RSYNC | 使每一个以文件描述符作为参数进行的read操作等待，直至所有对文件同一部分挂起的写操作都完成 |
由open和openat函数返回的文件描述符一定是最小的未用描述符数值
函数close
关闭一个文件时还会释放该进程加在该文件上的所有记录锁
函数lseek
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
- 若whence是SEEK_SET，则将该文件的偏移量设置为距文件开始处offset个字节
- 若whence是SEEK_CUR，则将该文件的偏移量设置为其当前值加offset，offset可为正或负
- 若whence是SEEK_END，则将该文件的偏移量设置为文件长度加offset，offset可正可负
lseek(fd, 0, SEEK_CUR); //确认打开文件的当前偏移量
这种方法也可用来确定所涉及的文件是否可以设置偏移量。如果文件描述符指向的是一个管道、FIFO或网络套接字，则lseek返回-1，并将errno设置为ESPIPE
函数read
有多重情况可使实际读到的字节数少于要求读的字节数
- 读普通文件时，在读到要求字节数之前已达到文件尾端
- 当从终端设备读时，通常一次最多读一行
- 当从网络读时，网络中的缓冲机制可能造成返回值小于所要求读的字节数
- 当从管道或FIFO读时，如若管道包含的字节少于所需的数量，那么read将只返回实际可用的字节数
- 当从某些面向记录的设备读时，一次最多返回一个记录
- 当一信号造成中断，而已经读了部分数据量时
函数sync、fsync和fdatasync
延时写：传统的UNIX系统实现在内核中设有缓冲区高速缓存或页高速缓存，大多数磁盘I/O都通过缓冲区进行。当我们向文件写入数据时，内核通常先将数据复制到缓冲区中，然后排入队列，晚些时间再写入磁盘
- sync只是将所有修改过的块缓冲区排入写队列，然后就返回，它并不等待实际写磁盘操作结束
- fsync函数只对由文件描述符fd指定的一个文件起作用，并且等待写磁盘操作结束才返回
- fdatasync函数类似于fsync，但它只影响文件的数据部分
函数fcntl
| 描述符 | 含义 |
|---|---|
| F_DUPFD | 复制文件描述符fd |
| F_DUPFD_CLOEXEC | 复制文件描述符，设置与新描述符关联的FD_CLOEXEC文件描述符标志的值 |
| F_GETFD | 对应于fd的文件描述符标志作为函数值返回 |
| F_SETFD | 对应fd设置文件描述符标志 |
| F_GETFL | 对应于fd的文件状态标志作为函数值返回 |
| F_SETFL | 将文件状态标志设置为第三个参数的值 |
| F_GETOWN | 获取当前接收SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID |
| F_SETOWN | 设置接收SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID |
| 文件状态标志 | 说明 |
|---|---|
| O_RDONLY | 只读打开 |
| O_WRONLY | 只写打开 |
| O_RDWR | 读写打开 |
| O_ACCMODE | 以上与操作 |
| O_EXEC | 只执行打开 |
| O_SEARCH | 只搜索打开目录 |
| O_APPEND | 追加写 |
| O_NONBLOCK | 非阻塞模式 |
| O_SYNC | 等待写完成（数据和属性） |
| O_DSYNC | 等待写完成（数据） |
| O_RSYNC | 同步读写 |
| O_FSYNC | 等待写完成 |
| O_ASYNC | 异步IO |
函数ioctl
| 类别 | 常量名 | 头文件 | ioctl数 |
|---|---|---|---|
| 盘标号 | DIOxxx | <sys/disklabel.h> | 4 |
| 文件I/O | FIOxxx | <sys/filio.h> | 14 |
| 磁带I/O | MTIOxxx | <sys/mtio.h> | 11 |
| 套接字I/O | SIOxxx | <sys/sockio.h> | 73 |
| 终端I/O | TIOxxx | <sys/ttycom.h> | 43 |
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
