Linux系统调用（一）—文件读写操作

湖光倒影

这段时间正在研究LINUX的系统调用，用于本人喜欢把学过的东西整理起来，然后系统的去记忆。现在拿出来和大家分享。希望对像我这样的初学者有所帮助。本文大部分内容都是＜Unix\Linux编程实践教程＞ 这本书里的，加上一些自己的理解．

1.
名称：        open
目标：         打开一个文件。
头文件：        #include < fcntl.h>
函数原形：        int fd=open(char * name,int how)
参数:         name  文件名
             how   打开模式
返回值：         -1     遇到错误
　　　　        int    打开成功，返回文件描述符。

这个系统调用在进程和文件之间建立一条连接 ，这个连接被称为文件描述符，它就像一条由进程通向内核的管道。　　
要打开一个文件，必须指定文件名和打开模式，有３种打开模式：只读，只写，可读可写，分别对应于O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR,这在头文件/usr/include/fcntl.h中有定义。
        打开文件是内核提供的服务，如果在打开过程中内核检测到任何错误，这个系统调用就会返回-1。错误的类型是各种各样的，如：要打开的文件不存在。即使文件存在可能因为权限不够而无法打开，在open的联机帮助中列出了各种可能的错误，大家可以看看。
        UNIX允许一个文件被多个进程访问，也就是说当一个文件被一个进程打开后，这个文件还可以被其它进程打开。
        如果文件被顺利打开内核会返回一个正整数的值，这个数值就叫文件描述符，如果同时打开好几个文件，它们所对应的的文件描述符是不同的，如果一个文件打开多次，对应的文件描述符也不相同。必须通过文件描述符对文件操作。下面的程序可以证明这一点。

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <fcntl.h>
   
3. #include <unistd.h>
   
4. 
   
5. int main(int ac,char *av[])
   
6. /*int ac是命令行参数的个数.  char *argv[]是一个存放字符指针的数组, 每个指针指向一个具体的命令行参数(字符串)*/
   
7. {
   
8.         int fd;
   
9.         int size;
   
10.         char buf[10000]; /*定义用于存放数据的目的缓冲区*/
    
11.        
    
12.         if(ac==1)
    
13.                 printf(“please input file!\n”);
    
14.         else
    
15.         {
    
16.                 while(--ac)
    
17.                 {
    
18.                         printf(“file :%s\n”,av[ac]);
    
19.                         fd=open(av[1],O_RDONLY);
    
20.                         printf(“fd:%d\n”,fd);
    
21.                         size=read(fd,buf,sizeof(buf));
    
22.                         printf(“size:%d\n”,size);
    
23.                         printf(“%s”,buf);
    
24.                 }
    
25.                 close(fd);
    
26.                 return -1;
    
27.         }
    
28. }

复制代码

我们编译一下
[root@LINUX root]# cc –o show_read show_read.c
运行
[root@LINUX root]# ./show_read show_read.c
下面是运行结果。
file: 3
size:423
#include <stdio.h>
……


我们可以看出此次打开文件的文件描述符是3，如果我们执行下面的语句。
[root@LINUX root]# ./show_read show_read.c show_read.c
下面是运行结果：
file: 3
size: 423
#include <stdio.h>
……

file: 4
size 432
#include <stdio.h>
……

可以看到，我们第一次打开文件的描述符是3，第二次打开文件的文件描述符是4。

2．
名称：        close
目标：         关闭一个文件。
头文件：        #include < unistd.h>
函数原形：        int result=close(int fd)
参数:         fd    文件描述符
返回值：         -1     遇到错误
　　　　        int    关闭成功，返回文件描述符。
        Close这个系统调用会关闭进程和文件fd之间的连接，如果关闭过程中出现错误,close返回-1，如：fd所指的文件并不存在。关闭成功则返回文件描述符。

3．
名称：        read
目标：         把数据读到缓冲区。
头文件：        #include < unistd.h>
函数原形：        ssize_t numread=read(int fd, void *buf, size_t qty)
参数:         fd       文件描述符
        buf      用来存放数据的目的缓冲区
        qty      要读取的字节数
返回值：         -1       遇到错误
　　　　        unmread  成功关闭，返回所读取的字节数目。
read这个系统调用请求内核从fd所指定的文件中读取qty字节的数据，存放到buf所指定的内存空间中，内核如果成功地读取了数据，就返回所读取的字节数目。否则返回-1。
当文件的字节数没有你想要的那么多时，read就会判断下一个数值是不是’\0’，如果是就停止读取，然后退出。numread返回的是’\0’之前的字节数，也就是是原文件的字节数而不是你想读的字节数。

4.
名称：        creat
目标：         创建/重写一个文件
头文件：        #include < fcntl.h>
函数原形：        int fd=creat(char *filename,node_t mode)
参数:         filename   文件名
        mode      访问模式
返回值：         -1         遇到错误
　　　　　fd         创建成功
        Creat告诉内核创建一个名为filename的文件，如果这个文件不存在，就创建它，如果已经存在，就把它的内容清空，把文件的长度设为0。       
        如果内核成功地创建了文件，那么文件的许可位（permission bits）被设置为由第二个参数mode所指定的值.如：
fd=creat(“addressbook”,0644);
        创建一个名为addressbook的文件，如果文件不存在，那么文件的许可位被设为 rw-r-r—.
如果文件已存在它的内容会被清空。任一情况下，fd都会是指向addressbook的文件描述符。

5.
名称：        write
目标：         将内存中的数据写入文件。
头文件：        #include < unistd.h>
函数原形：        ssize_t numread=write(int fd, void *buf, size_t amt)
参数:         fd       文件描述符
        buf      内存数据
        amt      要写的字节数
返回值：         -1       遇到错误
　　　　        Num written  成功写入，返回写入的字节数目。
在实际的写入过程中，可能会出现写入的字节数少于所要求的。这可能有两个原因，第一是有的系统对文件的最大尺寸有限制，第二是磁盘空间接近满了。在上述两种情况下内核都会尽力把数据往文件中写，并将实际写入的字节数返回，所以调用write后都必须检查返回值是否与要写入的相同，如果不同就要采取相应的措施。
        学完上面几个系统调用，我们就可以自己编写的cp命令了。它的基本思路是从原文件读取数据写入缓冲，再将缓冲的数据写入目标文件。

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <unistd.h>
   
3. #include <fcntl.h>
   
4. 
   
5. #define BUFFERSIZE 4096
   
6. #define COPYMODE 0644  
   
7. 
   
8. void oops(char *s1,char *s2);
   
9. 
   
10. main(int ac,char *av[])
    
11. {
    
12.         int in_fd,out_fd,n_chars;
    
13.         char buf[BUFFERSIZE];
    
14. 
    
15.         if(ac!=3)
    
16.         {
    
17.                 fprintf(stderr,”usage:%s source destination\n”,*av);
    
18.                 exit(1);
    
19.         }
    
20.         if(in_fd=open(av[1],O_RDONLY))==-1)
    
21.                 opps(“Cannot open”,av[1]);
    
22.         if(out_fd=creat(av[2], COPYMODE))==-1)
    
23.                 oops(“Cannot creat”,av[2]);
    
24.         while((n_chars=read(in_fd,buf,BUFFERSIZE))>0)
    
25.         {
    
26.                 if(write(out_fd,buf,n_chars)!=n_chars)
    
27.                         oops(“Write error to”,av[2]);
    
28.         }
    
29.         if(n_chars==-1)
    
30.                 opps(“Read error form”,av[1]);
    
31.         if(close(in_fd)==1||close(out_fd)==-1)
    
32.                 opps(“Error clising files”,” ”);
    
33. }
    
34. 
    
35. Void oops(char *s1,char *s2)
    
36. {
    
37.         fprintf(stderr,”Error:%s”s1);
    
38.         perror(s2);
    
39.         exit(1);
    
40. }

复制代码

6．
名称:：        lseek
目标：        使指针指向文件中的指定位置。
头文件：        #include <sys/type.h>
#include <unistd.h>
函数原形：         off_t oldpos = lseek(int fd,off_t dist,int base)
参数：        fd      文件描述符
dist     移动的距离
base    SEEK_SET=>文件的开始
        SEEK_CUR=>当前位子
        SEEK_END=>文件结束
返回值：        -1      遇到错误
Ildpos   指针变化前的位子
        Lseek改变文件描述符所关联的指针的位置，新的位置由dist和base来指定，base是基准位置，dist是从基准位子开始的偏移量。基准位子可以是文件的开始（0）、当前位子（1）或文件的结束（2）。例如：
        lseek(fd,0,SEEK_END);

[ 本帖最后由 湖光倒影 于 2006-8-16 14:43 编辑 ]

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