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[系统编程] Mike教大家一起学多任务编程(二):系统调用之 I/O 操作(文件操作)

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mikejiangsky 发表于 2015-5-22 16:01:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 mikejiangsky 于 2015-5-22 16:02 编辑

原文转自:Mike的专业学习博客

文件描述符

在 Linux 的世界里,一切设备皆文件。我们可以系统调用中 I/O 的函数(I:input,输入;O:output,输出),对文件进行相应的操作( open()、close()、write() 、read() 等)。


打开现存文件或新建文件时,系统(内核)会返回一个文件描述符,文件描述符用来指定已打开的文件。这个文件描述符相当于这个已打开文件的标号,文件描述符是非负整数,是文件的标识,操作这个文件描述符相当于操作这个描述符所指定的文件


程序运行起来后(每个进程)都有一张文件描述符的表,标准输入、标准输出、标准错误输出设备文件被打开,对应的文件描述符 0、1、2 记录在表中。程序运行起来后这三个文件描述符是默认打开的

#define STDIN_FILENO  0 //标准输入的文件描述符
#define STDOUT_FILENO 1 //标准输出的文件描述符
#define STDERR_FILENO 2 //标准错误的文件描述符

在程序运行起来后打开其他文件时,系统会返回文件描述符表中最小可用的文件描述符,并将此文件描述符记录在表中。Linux 中一个进程最多只能打开 NR_OPEN_DEFAULT (即1024)个文件,故当文件不再使用时应及时调用 close() 函数关闭文件。


常用 I/0 函数

需要的头文件:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

功能:

打开文件,如果文件不存在则创建。

参数:

pathname: 文件的路径及文件名。
flags: 打开文件的行为标志,如,以只读方式(O_RDONLY,第一个为字母不是数据)打开,以读写或新建新文件的方式(O_RDWR|O_CREAT)打开。

mode: 这个参数,只有在文件不存在时有效,指新建文件时指定文件的权限(文件权限详情,请点此链接)。

返回值:

成功:成功返回打开的文件描述符
失败:-1

int close(int fd);

功能:

关闭已打开的文件

参数:

fd: 文件描述符,open()的返回值

返回值:

成功:0
失败:-1


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

功能:

把指定数目的数据写到文件(fd)

参数:

fd: 文件描述符
addr: 数据首地址
count: 写入数据的长度(字节),一般情况下,数据有多少,就往文件里写多少,不能多也不能少

返回值:

成功:实际写入数据的字节个数
失败:-1


ssize_t read(int fd, void *addr, size_t count);

功能:

把指定数目的数据读到内存(缓冲区)

参数:

fd: 文件描述符
addr: 内存首地址
count: 读取的字节个数

返回值:

成功:实际读取到的字节个数
失败:-1

实战示例

接下来,我们使用以上 4 个系统调用 I/O 函数写一个程序,能实现像系统命令 cp 的功能:



使用 open() 打开源文件,使用 read() 从文件读数据,使用 write() 向目的文件写数据,示例代码如下:

[C] 纯文本查看 复制代码
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
        if((argc == 3) && (strcmp(argv[1], argv[2]) != 0))
        {// 保证有 3 个参数,而且源文件和目的文件名字不能一样
        
                int fd_src, fd_dest, ret;
                
                //只读方式打开源文件
                fd_src = open(argv[1], O_RDONLY); 
                if(fd_src < 0)
                {
                        perror("open argv[1]");
                        return -1;
                }
                
                // 新建目的文件
                fd_dest = open(argv[2], O_WRONLY|O_CREAT, 0755);
                if(fd_dest < 0)
                {
                        close(fd_src);
                        perror("open argv[2]");
                        return -1;
                }
                
                do
                {
                        char buf[1024] = {0};
                        // 从源文件读取数据
                        ret = read(fd_src, buf, sizeof(buf));
                        
                        // 把数据写到目的文件,注意最后一个参数,有多少写多少
                        write(fd_dest, buf, ret);
                }while(ret > 0);
                
                // 关闭已打开的文件
                close(fd_src);
                close(fd_dest);
        }
        
        return 0;
}

运行结果如下:



本教程示例代码下载请点此处。


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