linux系統編程之檔案與I/O（一）：檔案的開啟關閉

一、檔案描述符

對於Linux而言，所有對裝置或檔案的操作都是通過檔案描述符進行的。當開啟或者建立一個檔案的時候，核心向進程返回一個檔案描述符（非負整數）。後續對檔案的操作只需通過該檔案描述符，核心記錄有關這個開啟檔案的資訊（file結構體）。
一個進程啟動時，預設開啟了3個檔案，標準輸入、標準輸出、標準錯誤，對應檔案描述符是0（STDIN_FILENO）、1（STDOUT_FILENO）、2（STDERR_FILENO）,這些常量定義在unistd.h標頭檔中。

fileno：將檔案指標轉換為檔案描述符
fdopen：將檔案描述符轉換為檔案指標

二、什麼是I/O

輸入/輸出是主存和外部裝置之間拷貝資料的過程
裝置->記憶體 （輸入操作）
記憶體->裝置 （輸出操作）
進階I/O
ANSI C提供的標準I/O庫稱為進階I/O，通常也稱為帶緩衝的I/O
低級I/O
通常也稱為不帶緩衝的I/O

三、檔案的開啟關閉

open系統調用1：

函數原型
int open(const char *path, int flags);
參數
path ：檔案的名稱，可以包含（絕對和相對）路徑
flags：檔案開啟模式
傳回值：
開啟成功，返迴文件描述符；開啟失敗，返回－1

open系統調用2：

函數原型
int open(const char *path, int flags,mode_t mode);
參數
path ：檔案的名稱，可以包含（絕對和相對）路徑
flags：檔案開啟模式
mode:  用來規定對該檔案的所有者，檔案的使用者組及系 統中其他使用者的存取權限
傳回值：
開啟成功，返迴文件描述符；開啟失敗，返回－1

開啟檔案的方式：

O_RDONLY 開啟一個供讀取的檔案
O_WRONLY 開啟一個供寫入的檔案
O_RDWR 開啟一個可供讀寫的檔案
O_APPEND 寫入的所有資料將被追加到檔案的末尾
O_CREAT 開啟檔案，如果檔案不存在則建立檔案
O_EXCL 如果已經置O_CREAT且檔案存在，則強制open() 失敗
O_TRUNC 在open() 時，將檔案的內容清空

存取權限：

S_IRUSR 檔案所有者的讀許可權位
S_IWUSR 檔案所有者的寫入權限位
S_IXUSR 檔案所有者的執行許可權位
S_IRWXU S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR
S_IRGRP 檔案使用者組的讀許可權位
S_IWGRP 檔案使用者組的寫入權限位
S_IXGRP 檔案使用者組的執行許可權位
S_IRWXG S_IRGRP | S_IWGRP | S_IXGRP
S_IROTH 檔案其他使用者的讀許可權位
S_IWOTH 檔案其他使用者的寫入權限位
S_IXOTH 檔案其他使用者的執行許可權位
S_IRWXO S_IROTH | S_IWOTH | S_IXOTH

為了重新利用檔案描述符，用close()系統調用釋放開啟的檔案描述符 
函數原型：int close(int fd);
函數參數：
fd ：要關閉的檔案的檔案描述符
傳回值：
如果出現錯誤，返回-1；調用成功返回0

樣本程式如下：

 C++ Code 

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/*************************************************************************     > File Name: file_oper.c     > Author: Simba     > Mail: dameng34@163.com     > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST  ************************************************************************/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<string.h> // #define ERR_EXIT(m) (perror(m), exit(EXIT_FAILURE)) #define ERR_EXIT(m) \     do { \         perror(m); \         exit(EXIT_FAILURE); \     } while(0) /* fileno：將檔案指標轉換為檔案描述符  * fdopen：將檔案描述符轉換為檔案指標  */ int main(void) {     printf("fileno(stdin) = %d\n", fileno(stdin));     int fd;     /*  fd = open("test.txt", O_RDONLY);         if (fd == -1) {             // perror("open error");             fprintf(stderr, "open error with errno=%d:%s\n", errno, strerror(errno));             exit(EXIT_FAILURE);         }     */     /*         if (fd == -1)             ERR_EXIT("open error");         printf("open success.\n");     */     umask(0); //不繼承shell的umask值,重新設定為0； newmode = mode & ~umask     fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);     if (fd == -1)         ERR_EXIT("open error");     printf("open success.\n");     close(fd);     return 0; }

輸出為：

fileno(stdin) = 0
open success.

需要說明的是，在linux系統編程中使用的一些系統調用函數一般如果失敗返回-1且會置全域變數errno為特定的錯誤碼，可以使用perror列印，或者通過strerror(errno)列印錯誤提示。

參考：《APUE》