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近來讀書，做些筆記，來年好翻翻。
本文所使用的作業系統為 CentOS7.0，如果不想裝雙系統的可以裝虛擬機器，可以參考這裡：
http://blog.csdn.net/alex_my/article/details/38142229
當然啦，直接裝個再好不過了。
File I/O
1 file descriptor
// 查看當前session中的fd數量限制 ulimit -n
// 修改當前session中的fd數量限制ulimit -n your_need
可以在一個終端使用以上命令，另外再開啟一個進行查看。
在程式中，可以使用系統函數進行修改#include <sys/resource.h>
struct rlimit{ rlim_t rlim_cur; rlim_t rlim_max;}
int getrlimit(int resource, struct rlimit* rlim);int setrlimit(int resource, const struct rlimit* rlim);
ext:
resource可選擇的有：
RLIMIT_CORE: 設定core檔案的大小，0表示禁止建立core檔案。一個程式崩潰的時候，會在指定目錄產生一個core檔案，主要是用於調試。
RLIMIT_CPU: 設定每秒內的cpu Time,如果超過這個限制，則會發送SIGXCPU訊號。
RLIMIT_DATA: 設定進程中data segment大小，單位為bytes。如果超過這個限制，malloc()會失敗。具體關於data segment 參考這裡： http://blog.csdn.net/fatshaw/article/details/6294557
RLIMIT_FSIZE: 設定進程內檔案最大長度，如果超過這個長度，則產生SIGXFSZ訊號。如果線程阻塞，或者進程抓取或者忽略了這個訊號，則會從底部減少檔案大小並設定EFBIG錯誤。
RLIMIT_NOFILE: 設定檔案描述符大小，比最大檔案描述符大一，如果超過了這個限制，則申請檔案描述符失敗，並且設定EMFILE錯誤。
RLIMIT_STACK: 設定進程最大堆棧，單位為bytes。
RLIMIT_AS: 設定進程可用記憶體，單位為bytes。如果超過這個限制，malloc()和mmap()將會失敗，並設定ENOMEM錯誤。
2 lseek function
off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence) 移動讀/寫位移量
whence可選擇的有：
SEEK_SET: 檔案位移量設定為 offset
SEEK_CUR: 檔案位移量設定為 當前位移量 + offset
SEEK_END: 檔案位移量設定為 檔案大小 + offset
擷取當前位移量的方法：
offset value = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
當操作的檔案為 pipe, FIFO, socket時，返回-1，並設定錯誤為ESPIPE。
其它錯誤可以man 3 lseek查閱
程式用例：test2.1.cc
#include <stdio.h>#include <unistd.h>
int main(int argc, char** argv){ if(lseek(STDIN_FILENO, 0, SEEK_CUR) == -1) printf("Seek Failed\n"); else printf("Seek OK\n");
return 0;}
g++ -o test2.1 test2.1.cc
./test2.1輸出：Seek Failed。原因：參數1 fildes必須是已經開啟的檔案描述符.
./test2.1 < /etc/passwd輸出：Seek OK
3 File Sharing -- close-on-exec
當使用fork建立子線程後，子線程獲得父進程的資料空間，堆和棧的副本，也包含檔案描述符，共用共同的開啟檔案標記，當前的位移量等。
當在子進程中調用exec執行另一個程式時，替換了當前進程的本文，資料，堆和棧，即原先的子進程中的檔案描述符丟失了(並未關閉)，無法再關閉這些在子進程中不再使用到的檔案描述符。而檔案描述符是系統珍貴資源，數量有限。
一種辦法是在執行exec之前先把這些檔案描述符關閉，但在複雜的系統中，這是一件比較麻煩的事情。
另一種辦法是開啟檔案的時候就指定好，當子進程執行exec的時候，這個檔案關閉。即所謂的close-on-exec。
// 通過fcntl實現int flags = fcntl(fd, F_GETFD);flags |= FD_CLOEXEC;fcntl(fd, F_SETFD, flags);
// 在建立或開啟檔案的時候指定int fd = open("text.log", O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC | O_CLOEXEC);
具體查看man 2 open或者man 2 creat
4 Atomic Operations -- O_APPEND
有這樣一個例子：
程式A和程式B對同一個檔案進行寫操作。程式A先寫入1500位元組，程式B開啟，調用lseek，得到檔案末尾為1500, 寫入100位元組。程式A執行，此時，程式A的file table entry記錄檔案末尾為1500，寫入100位元組。此時，覆蓋了程式B寫入的內容。
解決方案：
// 每次write的時候，都調用lseek，擷取檔案末尾位移量。
// 在建立或者開啟的時候設定參數O_APPEND, 設定此標記後，每次調用write，檔案位移量都會更新到檔案末尾。
5 Atomic Operations -- pthread, pwrite
對一個檔案指定位置進行寫入或者讀取，有兩個步驟：
-1： 調用lseek，設定位移量-2： 調用read或者write操作。
兩步操作在過程中可能被打斷，得到的不是需要的結果。
而pthread/pwrite可以解決這個問題：
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t count, off_t offset);
ssize_t pwrite(int fd, const void *buf, size_t count, off_t offset);
使用pthread/pwrite並不會改變當前檔案位移量。
當開啟檔案時指定了參數O_APPEND時，pwrite總是添加到檔案末尾，而不會按照參數offset指定位置。
6 dup, dup2, dup3
int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);
int dup3(int oldfd, int newfd, int flags);
這些系統調用將會建立一個檔案描述符的副本。
dup將返回一個未使用的最小的檔案描述符
dup2將返回一個指定的檔案描述符。如果oldfd指定了檔案描述標記(close-on-exec)，newfd並不會擁有。需要重新使用fcntl指定。
如果newfd已經存在，則會先被關閉。如果oldfd和newfd數值相同，且oldfd是有效檔案描述符，則dup2不做任何事情，返回newfd。如果oldfd和newfd數值相同，且oldfd是無效的檔案描述符，則調用失敗, 不會調用newfd關閉的步驟。
dup3效果與dup2相同，但可以通過指定flags為O_CLOEXEC，使得newfd具有close-on-exec功能。
如果oldfd和newfd數值相同，則調用失敗，並設定錯誤為INVAL。
7 fcntl function
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
可以改變一個已經開啟的檔案的屬性
其中, cmd 可選擇的有：
F_DUPFD: 返回一個大於等於參數3且最小未使用的檔案描述符，與fd共用一個檔案表項，如果fd有檔案描述符標誌(目前只有一個，FD_CLOEXEC)，則此標誌會被清除。可以查看dup2相關。
F_DUPFD_CLOEXEC: (since Linux 2.6.24) 效果等同於F_DUPFD，但會給返回的檔案描述符添加close-on-exce標誌。
F_GETFD: 返回fd的檔案描述符標誌。目前僅有一個標誌：FD_CLOEXEC
F_SETFD: 將參數3設定為fd的檔案描述符標誌。
F_GETFL: 返回fd的檔案狀態標誌，即open時候的flags標記。 O_RDONLY, O_WDONLY, O_RDWR, O_EXEC, O_SEARCH, O_APPEND, O_NONBLOCK, O_SYNC, O_DSYNC, O_RSYNC, O_FSYNC, O_ASYNC
F_SETFL: 設定fd的檔案狀態標誌，可設定的值有(Linux下, 本機為CentOS7.0, Mac和FreeBSD有不同的選項)：
O_APPEND, 每次write的時候都將添加到檔案的末尾，效果等同於open的時候添加O_APPEND標記。
O_NONBLOCK, 非阻塞IO，如果read沒有資料可讀，或者write操作阻塞，則返回-1並且設定錯誤為EAGAIN。 O_ASYNC, 當IO可用時，允許發送SIGIO訊號到進程組。
O_DIRECT, 直接進行檔案IO，系統盡量不進行緩衝。具體可參考以下連結：http://blog.csdn.net/zhangxinrun/article/details/7635570http://laokaddk.blog.51cto.com/368606/699563/http://www.ukuug.org/events/linux2001/papers/html/AArcangeli-o_direct.html O_NOATIME, 讀檔案不改變最後訪問時間。
另外還有F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETOWN_EX等等，具體查看fcntl(2)
8 ioctl function
ioctl 是裝置驅動程式中對裝置的IO通道進行管理的函數。不同的裝置驅動都會定義自己的ioctl指令。後邊講到通訊端的時候再具體詳述。
再詳細點的講述可以看這裡：http://www.linuxidc.com/Linux/2007-12/9623.htm
參考：
http://blog.csdn.net/fatshaw/article/details/6294557
http://laokaddk.blog.51cto.com/368606/699563/
http://blog.csdn.net/zhangxinrun/article/details/7635570
http://www.ukuug.org/events/linux2001/papers/html/AArcangeli-o_direct.html
http://www.linuxidc.com/Linux/2007-12/9623.htm
《unix環境進階編程》 讀書筆記 （1）
