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Linux操作檔的底層系統怎麼調用

WBOY轉載: 2023-05-15 21:25:111549瀏覽

linux作業系統奉行一切皆檔案的理念，所有檔案設備幾乎都可以用一套系統呼叫即open()/close()/write()/read()等來操作。系統呼叫和C庫調用操作檔類似。 Linux自備的man手冊是最權威的。透過查看man手冊來查看系統呼叫用法。

代號—— 代表的意義

#1 —— 使用者在shell環境下可操作/可執行的命令
2 —— 系統核心可呼叫的函數與工具
3 —— 一些常用的函數與函數庫，大部分C的函數庫
4 —— 裝置檔案的說明，通常是在/dev下的裝置
5 — — 設定檔或某些檔案的格式
6 —— 遊戲
7 —— 管理與協定等，例如Linux檔案系統、網路協定等
8 —— 系統管理員可用的指令
9 —— 與Kernel有關的檔案

注意，系統的頭檔在Linux中一般存放在/usr/include目錄下；下麵包含的一些頭檔有的帶了sys，其實是include底下的子目錄中的頭檔

open（）——開啟或建立一個檔案

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

返回值類型： int——文件描述符fd，每打開一個文件，就會得到一個文件描述符，這個文件描述符是整形的，我們透過文件描述符進行讀寫操作。

失敗：-1
成功：>= 0，即檔案描述子；
mode_t是一個類型別名，實際上就是一個有符號的整數，對open函數而言，僅僅當創建新檔案時才使用第三個參數

flag：打開標誌

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

注意： 這些其實都是定義的一些宏，當需要使用到多個參數時，使用位元或「 | 」構成多個flag參數

也可跟隨下面的方式一起使用：

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

其他不一一介紹，需要使用時自查。

write（）

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

傳回值：

若成功為已經寫入的位元組數；
若出錯為-1；

注意：計劃寫入的位元組數和函數的回傳值當不相等時，表示寫入出現了錯誤，可以用來檢驗寫入是否成功；

參數：

#fd ：寫入檔案的檔案描述子；
buf：存放待寫資料的快取；
count：要求寫入一次資料的位元組數；

#注意：

對於普通文件，寫操作從檔案的目前位移量處開始，若如果在開啟該檔案時，指定了O_APPEND選擇項，則在每次寫入作業之前，將檔案位移量設定在檔案的目前結尾處。在一次成功寫入之後，該檔案位移量增加實際寫的位元組數。

read（）

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

傳回值 ：讀到的位元組數

若已到檔案尾為0；若出錯為-1;

#參數

##fd
：讀取檔案的檔案描述子；
buf
：存放讀取資料的快取；

Linux操作檔的底層系統怎麼調用 count

：要求讀取一次資料的位元組數；注意傳回值是實際讀到的位元組數，二者並不相同；############# ##注意：###讀取操作從檔案的###目前位移量###開始，在成功返回之前，該位移量增加實際讀取的位元組數（這個位移量是可以自己設定的）； ######close（）#############

注意：當一個行程終止時，它所開啟的檔案都會由核心自動關閉。

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

註：這些不帶快取的函數都是核心提供的系統呼叫；這正是和我們在C語言中學到的那些IO操作不同的地方，他們不是標準C的組成部分，但是POSIX的組成部分。

標準C對檔案操作時都是透過對FILE的結構體指標進行操作的，而這裡使用的是檔案描述子。

檔案描述子的範圍是0——OPEN MAX，早期的Unix採用的上限為19（即允許每個進程開啟20個檔案），現在很多系統將即增加到63，Linux為1024，具體多少可以在的頭檔中找到。

Linux操作檔的底層系統怎麼調用

檔案描述子與檔案指標

FILE * fdopen(int fd,const char *mode)，將檔案描述子轉為檔案指標；
int fileno(FILE *stream)，將檔案指標轉換為檔案描述子；

lseek函數

功能： 定位一個已開啟的檔案

off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);

fd ：已經開啟的檔案描述子；
offset：位移量；
whence ：定位的位置，即基準點
SEEK_SET：將該檔案的位移量設為距離檔案開始處offset個位元組；
SEEK_CUR：將該檔案的位移量設為其目前值加offset，offset可正可負；
SEEK_END：將該文件的位移量設定為文件長度加offset，offset可正可負（此時若為正值，就涉及到空洞文件了，請看下面的講解）；
返回值：**若成功則返回新的檔案位移量（絕對位移量）**若出錯為-1；定位到檔案尾部時，可以返回檔案的大小；
lseek函數也可以用來確定所涉及的檔案是否可以設定位移量，如果檔案描述子所引用的是一個管道或FIFO，則lseek回傳-1，並將errno設定為EPLPE；

空洞檔案範例：

#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>

//生成空洞文件
char *buffer = "0123456789";

int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc < 2)
	{
		fprintf(stderr,"-usage:%s [file]\n",argv[0]);
		exit(1);
	}

	int fd = open(argv[1],O_WRONLY | O_CREATE | O_TRUNC,0777);
	if(fd < 0)
	{
		perror("open error");
		exit(1);
	}

	size_t size = strlen(buffer) * sizeof(char);
	//将字符串写入到空洞文件中
	if(write(fd,buffer,size) != size)
	{
		perror("write error");
		exit(1);
	}
	
	//定位到文件尾部的10个字节处
	if(lseek(fd,10L;SEERK_END) < 0)
	{
		perror("lseek error");
		exit(1);
	}
	//从文件尾部的10个字节处再写入字符串
	if(write(fd,buffer,size) != size)
	{
		perror("write error");
		exit(1);
	}
	close(fd)；
	return 0;
}

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