檔案I/O（1）

檔案I/O（1）檔案描述符

對核心而言，所以開啟的檔案都通過檔案描述符引用。每個進程都有一些與之關聯的檔案描述符。檔案描述符是一個非負整數。當開啟一個現有檔案或建立一個新檔案時，核心向進程返回一個檔案描述符。當讀或寫一個檔案時，使用open或creat返回的檔案描述符標識該檔案，將其作為參數傳送給read和write。

一般有三個以及開啟的檔案描述符，他們是：

0：標準輸入 STDIN_FILENO

1：標準輸出 STDOUT_FILENO

2標準錯誤輸出 STDERR_FILENO

每行後面的符號常量是依從POSIX而定的。

open函數

#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);

pathname是要開啟或建立檔案的名字。

flag用來定義開啟檔案所採取的的動作，必須調用以下模式之一

O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR分別代表唯讀，唯寫，讀寫方式開啟。

open還可以包括以下可選模式的組合

O_APPEND：把寫入資料追加到檔案的尾端

O_CREAT：若檔案不存在，則建立它。使用此選項時，需要第三個參數mode，用其指定該新檔案的存取權限。

O_EXCL：如果同時指定了O_CREAT，而檔案存在，則會出錯。用此可以測試一個檔案是否存在，如果存在，則建立檔案，這使測試和建立兩者成為一個原子操作。

O_TRUNC： 如果此檔案存在，而且為唯寫或讀寫成功開啟，則將其長度截為0。

open返回的檔案描述符一定是最小的未用描述符數值。這一點被某些應用程式用在標準輸入，標準輸出或標準錯誤輸出上。如，一個程式關閉了自己的標準輸出，然後再次調用open,檔案描述符1就會被調用，並且標準輸出將被有效重新導向到另一個檔案或裝置。

POSIX規範還標準化了一個creat調用，此函數等效於

open（pathname，O_WONLY |O_CREAT | O_TRUNC, mode）;

close函數

#include <unistd.h>

int close(int fd);

close調用終止一個檔案描述符fd與對應檔案之間的關聯。檔案描述符被釋放後並能重新使用。close調用成功返回0，出錯返回-1.

關閉一個檔案時會釋放該進程加在檔案上的所有記錄鎖。當一個進程終止時，核心自動關閉它所有開啟的檔案。

lseek函數

每個開啟的檔案都有一個與其相關聯的”當前檔案位移量”。按系統預設情況，當開啟一個檔案時，除非指定O_APPEND選項，否則該位移量被設定為0。lseek可以為一個開啟的檔案設定位移量。

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

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

offset用來指定位置，whence參數定義該位移值的用法。whence可取以下值：

SEEK_SET： The offset is set to offset bytes.

SEEK_CUR： The offset is set to its current locationplus offset bytes.

SEEK_END： The offset is set to the size of the fileplus offset bytes.

成功調用返回從檔案頭到檔案指標被設定處的位元組位移值，失敗返回-1。參數offset定義在<sys/types.h>中。

當位移量大於檔案長度時，出現空洞，空洞不佔用儲存區。

read函數

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_tcount);

將與檔案描述符fd關聯的檔案中讀入count個字元放到buf中。返回讀入的位元組數，它可能小於請求的位元組數。如果read調用返回0，就表示未讀入任何資料，已到達了檔案尾。返回-1，就表示出錯。

write函數

#include <unistd.h>

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

把緩衝區buf的前count個位元組寫入與檔案描述符fd相關聯的檔案中。返回實際寫入的位元組數，通常與count值相同；否則表示出錯。出錯的一個常見原因是：磁碟已寫滿，或者超出了一個給定進程的檔案長度限制。

執行個體：建立一個檔案，寫入資料，移動當前位移量，在讀資料。

#include<unistd.h>           //<unistd.h>必須最早出現，因為它可能會影響到其他標頭檔。#include<stdio.h>#include<fcntl.h>#include<string.h>#include<errno.h>int main(){   char* filename = ".//file";   char buf[100];   char buf1[5];   int fd;    printf("open a file to write\n");   if((fd = open(filename,O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH ))==-1)    {       perror("cannot open file\n");       return 1;    }   printf("open file successfully!\n");   printf("input a string:");gets(buf);//write intofile    if(write(fd,buf,strlen(buf)) !=strlen(buf))    {        perror("cannot write intofile\n");        return 1;    }    close(fd);     printf("open file to read.\n");    if((fd=open(filename,O_RDONLY)) == -1)    {        perror("cannot open thefile.\n");        return 1;    }    if(lseek(fd,3,SEEK_SET) == -1)    {        perror("lseek erroe\n");        return 1;    }    //read from the file    if(read(fd,buf1,4)==-1)    {perror("read error.\n");        return 1;    }    printf("read from file is%s\n",buf1);    close(fd);     return 0;} 

執行與輸出結果：

chen123@ubuntu:~$gcc -o io io.c

chen123@ubuntu:~$./io

open a file towrite

open filesuccessfully!

input a string:akxivbaslzkncxcasbxbwwvaidxbd

open file toread.

read from fileis ivba