Linux檔案操作學習：系統調用和標準I/O庫

一、什麼是檔案

在講述檔案操作之前，我們首先要知道什麼是檔案。看到這個問題你可能會感覺到可笑，因為對於用過電腦的人來說，檔案是最簡單不過的概念了，例如一個文本是一個檔案，一個work文檔是一個檔案等。但是在Linux中，檔案的概念還遠不止於這些，在Linux中，一切（或幾乎一切）都是檔案。檔案包括很多的內容，例如：大家知道的普通檔案是檔案，目錄也是一個檔案，裝置也是一個檔案，管道也是一個檔案等等。對於目錄、裝置這些的操作也可以完全等同於對純文字檔案的操作，這也是Linux非常成功的特性之一吧。

二、系統調用

1、檔案描述符

檔案描述符是一些小數值，你可以通過它們訪問的開啟的檔案裝置，而有多少檔案描述符可用取決於系統的配置情況。但是當一個程式開始運行時，它一般會有3個已經開啟的檔案描述符，就是

0：標準輸入

1：標準輸出

2：標準錯誤

那些數學（即0、1、2）就是檔案描述符，因為在Linux上一切都是檔案，所以標準輸入（stdin），標準輸出（stdout）和標準錯誤（stderr）也可看作檔案來對待。

2、系統調用常用函數

A、open系統調用

open函數的原型為：

int open(const char *path, int oflags);

int open(const char *path, int oflags, mode_t mode);

path，是包括路徑的完整檔案名稱，oflags是檔案訪問模式（即是什麼方式開啟檔案，唯讀、唯寫還是可讀並可寫等），mode用於設定檔案的存取權限。具體的選擇性參數，可以自己查看手冊頁，這裡不一一詳述。

open建立了一條到檔案或裝置的訪問路徑，如果調用成功，返回一個可以被read、write等其他系統調用的函數使用的檔案描述符，而且這個檔案描述是唯一的，不與任何其他運行中的進程共用，在失敗時返回-1，並設定全域變數errno來指明失明的原因。

B、write系統調用

write函數的原型為：

size_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbytes);

write的作用是把緩衝區buf的前nbytes個位元組寫入到檔案描述符fildes關聯的檔案中，返回實際寫入的位元組數。返回0表示沒有寫入任何資料，返回-1表示調用中出現了錯誤，錯誤碼儲存在errno中。

註：fildes一定要是在open調用中返回的建立的檔案描述符，或者是0、1、2等標準輸入、輸出或標準錯誤。

C、read系統調用

read函數的原型為：

size_t read(int fildes, void *buf, size_t nbytes);

read系統調用的作用是從與檔案描述符相關的檔案裡讀入nbytes個位元組的資料，並把它們放到資料區buf中，返回讀入的位元組數，失敗時返回-1。

D、close系統調用

close調用的函數原型為：

int close(int fildes);

close函數的作用是終於檔案描述符fildes一其對應的檔案之間的關聯。

E、例子

說了這麼多，我就給出一個完整的例子吧，就是從一個資料檔案（裡面有1M個‘0’字元）逐個複製到別一個檔案。檔案名稱為copy_system.c，代碼如下：

#include <unistd.h>  #include <sys/stat.h>  #include <fcntl.h>  #include <stdlib.h>        int main()  {      char c = '\0';      int in = -1, out = -1;                //以唯讀方式開啟資料檔案      in = open("Data.txt", O_RDONLY);      //以唯寫方式建立檔案，如果檔案不存在就建立一個新的檔案      //檔案屬主具有讀和寫的許可權      out = open("copy_system.out.txt", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);      while(read(in, &c, 1) == 1)//讀一個位元組的資料          write(out, &c, 1);//寫一個位元組的資料            //關閉檔案描述符      close(in);      close(out);      return 0;  }