Linux 下的檔案操作

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Linux 下的檔案操作 1. 使用系統調用

Linux提供了一些系統調用(System Call) 來進行檔案操作，包括：open, read, write, close, lseek, ioctl, etc. （PS：系統調用可以使用組合語言調用）

其他所有系統調用都定義在 unistd.h 中，只有open找不到，用下面的代碼試了一下：

int main(){  int fd;  fd = open("file.c", 2);  printf("file descriptor is : %d.\n", fd);  return 0;}

GCC（4.6.1）直接編譯通過，只給了個warning: implicit declaration of function 'open', 奇怪的是printf也不用標頭檔，程式運行正常。哪位大俠知道指點下吧：）

open的原型定義為：

int open (const char *filename, int flags[, mode_t mode])

其中第二個參數常用的有：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR, O_CREAT, 都在 fcntl.h 中定義為宏， 大家不要像上面例子中那樣傳參。第三個參數可選，只有在建立檔案的時候（第二個參數有O_CREAT）才有用。給個例子：

open ("myfile", O_CREAT, S_IRUSR|S_IXUSR|S_IROTH);

建立並開啟檔案myfile，設定許可權為自己可讀可執行（S_IRUSR|S_IXUSR），其他人可讀（S_IROTH）。

參數很多，我也沒用全，大家在自己使用的時候慢慢摸索吧，這裡略了。

2. 使用庫函數

檔案操作除了使用系統調用，還可以使用程式設計語言提供的庫函數（library function）。比如C的標準輸入輸出庫：stdio.h 提供了以下一些函數：fopen, fread, fwrite, fclose, fflush fseek, etc. (PS: 其實彙編也可以調用這些函數）

這些庫函數是更進階的抽象，使用了流（stream）的概念，內部使用了緩衝，所以雖然庫函數最終還是使用了系統調用實現自己的功能，但是比我們自己直接使用系統調用要方便，也要更高效。寫起來方便寫寫就知道了，為什麼調用起來效率低呢？寫個測試也可以比出來，究其原因是因為系統調用是核心態的函數，每次調用核心都要從使用者態切到核心態，更主要的是庫函數內部的緩衝，可以減少系統調用的次數，同樣100次輸出，寫成系統調用就是赤裸裸的100次系統調用，相當慢；而寫成庫函數就可能被內部緩衝儲存起來調用一次系統調用輸出，一次哦，效率當然也就快了。

但是一些特殊情況下只能使用系統調用，比如編寫驅動程式，使用特殊的輸入輸出控制等等。

最後給個庫函數開啟檔案的例子：

FILE *in;in = fopen("file.in", "r");

以唯讀方式開啟名為 file.in 的檔案。fopen的聲明如下：

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

返回一個FILE的指標，FILE是個結構體，stdio.h裡面有個聲明：

/* Define outside of namespace so the C++ is happy.  */struct _IO_FILE;typedef struct _IO_FILE FILE;

注釋很歡樂，真正的結構體_IO_FILE定義在libio.h 裡面，感興趣可以自己去看看。

其中mode可以為：

"r" or "rb": Open for reading only

"w" or "wb": Open for writing, truncate to zero length

"a" or "ab": Open for writing, append to end of file

"r+" or "rb+" or "r+b": Open for update (reading and writing)

"w+" or "wb+" or "w+b": Open for update, truncate to zero length

"a+" or "ab+" or "a+b": Open for update, append to end of file

b表示開啟一個二進位檔案（binary file）。預設則開啟文字檔。

Reference:

Beginning Linux Programming, 4th Edition by Neil Matthew, Richard Stones.

The GNU C library, chapter 13.