Linux文件I/O操作(1)

时间:2015-10-17 00:59 来源:linux.it.net.cn 作者:IT

不带缓存的文件I/O操作主要有5个函数open、read、write、lseek和close。这几个不带缓存的操作是指每个函数都调用内核中的一个系统调用。这些函数不是ANSIC组成部分，但属于POSIX的组成部分。

1.open函数
open 函数用于打开和创建文件.原型

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#inclue <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags, ... /* mode_t mode */)

返回值：成功则返回文件描述符，否则返回 -1
pathname 是待打开/创建文件的路径名（如 C:/cpp/a.cpp),相对或绝对路径。
flags ：用于指定文件的打开/创建模式，这个参数可由以下常量（定义于 fcntl.h）通过逻辑或构成。
O_RDONLY      只读模式
O_WRONLY      只写模式
O_RDWR        读写模式

打开/创建文件时，用且只能用三个常量中的一个。以下常量是选用的：
O_APPEND    每次写操作都追加文件的末尾
O_CREAT     如果指定文件不存在，则创建这个文件，使用此选项时，要加第三个参数mode，指明文件访问权限
O_EXCL      如果要创建的文件已存在，则返回 -1，并且修改 errno 的值,，不存在则创建文件，用于测试文件是否存在
O_TRUNC     如果文件存在，并且以只写/读写方式打开，则将其长度截断为0
O_NOCTTY    如果路径名指向终端设备，则不要将该设备分配作为此进程的控制终端。
O_NONBLOCK  如果路径名指向 FIFO/块文件/字符文件，则把文件的打开和后继 I/O设置为非阻塞模式（nonblocking mode）
以下三个常量同样是选用的，它们用于同步输入输出
O_DSYNC 使每次write等待物理 I/O 操作完成，在不影响读取新写入的数据的前提下，不等待文件属性更新。
O_RSYNC read操作等待所有写入同一区域的写操作完成后再进行
O_SYNC 每个write都等待物理 I/O 完成，包括包括由write引起的文件属性的跟新所需要的 I/O
第三个参数（...）仅当创建新文件时才使用，用于指定文件的访问权限位（access permission bits）。
open 返回的文件描述符一定是最小的未被使用的描述符。

2. close函数

用于关闭已打开的文件，原型

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#include <unistd.h>
int close(int fd);

返回值： 0（成功）或者 -1（出错）
fd: 是要关闭的文件描述符。
进程结束时，该进程打开的所有文件都会自动被内核（kernel）关闭。
关闭一个文件时，还会释放该进程加载该文件上的所有记录锁。

3.read函数
从打开文件中读数据，原型

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#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count);

返回值：成功，读到的字节数；0，已达文件尾；-1，出错.
fd: 文件描述符
buf: 指定存储器读出数据的缓冲区
count：指定读出的字节数

以下情况会导致读到的字节数小于count：
A. 读取普通文件时，读到文件末尾还不够 count字节。例如：如果文件只有 30 字节，而我们想读取 100 字节，那么实际读到的只有 30 字节，read 函数返回 30 。此时再使用 read 函数作用于这个文件会导致 read 返回 0 。
B. 从终端设备（terminal device）读取时，一般情况下每次只能读取一行。
C. 从网络读取时，网络缓存可能导致读取的字节数小于 count 字节。
D. 读取 pipe 或者 FIFO 时，pipe 或 FIFO 里的字节数可能小于 count 。
E. 从面向记录（record-oriented）的设备读取时，某些面向记录的设备（如磁带）每次最多只能返回一个记录。
F. 在读取了部分数据时被信号中断。
读操作从当前偏移量开始，在成功返回之前，偏移量增加实际读取到的字节数。

4.write函数

向打开的文件写数据，原型

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#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd,const *buf,size_t count);

返回值：成功，已写入的字节数；-1，出错。
fd: 文件描述符
buf: 指定存储器写入数据的缓冲区
count:指定写入的字节数

对于普通文件，写操作始于偏移量。如果打开文件时使用了 O_APPEND，则每次写操作都将数据写入文件末尾。成功写入后，偏移量增加，增量为实际写入的字节数。

5.lseek函数

所有打开的文件都有一个当前文件偏移量（current file offset），以下简称为 cfo。cfo 通常是一个非负整数，用于表明文件开始处到文件当前位置的字节数。读写操作通常开始于 cfo，并且使 cfo 增加所读写的字节数。文件被打开时，cfo 会被初始化为 0，除非使用了 O_APPEND 。

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#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd,off_t offset, int whence);

返回值：成功，文件的当前位移；-1，出错
fd: 文件描述符
offset: 偏移量，单位是字节的数量，可正可负（向前、向后移）
whence:
1. 如果 whence 是 SEEK_SET，文件偏移量将被设置为 offset。
2. 如果 whence 是 SEEK_CUR，文件偏移量将被设置为 cfo 加上 offset，offset 可以为正也可以为负。
3. 如果 whence 是 SEEK_END，文件偏移量将被设置为文件长度加上 offset，offset 可以为正也可以为负。
lseek函数只修改文件表项中的当前文件偏移量，没有进行任何的I/O操作。

ps:文件名/路径名截短，当创建一个文件名长度超过NAME_MAX的文件时，Linux总是返回错误

(责任编辑：IT)