Linux文件操作
Linux中，一切皆文件(网络设备除外)。
硬件设备也“是”文件，通过文件来使用设备。
目录(文件夹)也是一种文件。
Linux文件的结构
- root:该目录为系统管理员(也称作超级管理员)的用户主目录。
- bin:bin是Binary的缩写，这个目录存放着最经常使用的命令。
- boot:这里存放的是启动Linux时使用的一些核心文件，包括一些连接文件和镜像文件。
- deb:deb是Device(设备)的缩写，该目录下存放的是Linux的外部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。
- etc:所有的配置文件，所有的系统管理所需要配置文件和子目录都存放在这里。
- home:用户的主目录，在Linux系统中，每个用户都有一个自己目录，一般该目录名是以用户的账号命名的。
- var:存放着不断变化的文件数据，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。包括各种日志文件。
- lib:这个目录里存放着系统最基本的动态链接共享库，其作用类似于Windows里的DLL文件。几乎所有的应用程序都要使用到这个共享库。
- usr:系统用户工具和程序
- bin:用户命令
- sbin:超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序
- include:标准头文件
- lib:库文件
- src:内核源代码
- tmp:用来存放一些临时文件
- media:Linux系统会自动识别一些设备，例如U盘、光驱等，当识别后，Linux会把识别的设备挂载到这个目录下。
- mnt:临时挂载其他文件。
- proc:包含了进程的相关信息。
Linux文件的操作方式
- 文件描述符fd
fd是一个大于等于0的整数。
每打开一个文件，就创建一个文件描述符，通过文件描述符来操作文件。
预定义的文件描述符：
0: 标准输入，对应于已打开的标准输入设备(键盘)
1: 标准输出，对应于已打开的标准输出设备(控制台)
2: 标准错误，对应于已打开的标准错误输出设备(控制台)
(运行程序在proc文件夹中的对应进程文件夹下查看fd文件夹)
多次打开同一个文件，可以得到多个不同的文件描述符。
- 使用底层文件操作(系统调用)
例如：read
- 使用I/O库函数
例如: fread
Linux底层文件操作
(关于文件的系统调用)
write
往一个文件描述符中写数据。
返回值:
- 成功：返回实际写入的字节数
- 失败：返回-1，设置错误号errno，用strerror(errno)查看
注意：
- 从文件当前指针位置开始写入。文件刚打开时从文件指针指向文件头。
示例:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main(void) {
char buff[] = "hello world\n";
//1 2 都是输出到控制台
int len = 0;
len = write(1, buff, sizeof(buff));//标准输出
if (len < 0) {
printf("write failed.reason:%s\n",strerror(errno));
}
len = write(2, buff, sizeof(buff));//标准出错输出
if (len < 0) {
printf("write failed.reason:%s\n", strerror(errno));
}
return 0;
}
read
从一个文件描述符中读取count个字节到buff中。
返回值:
- 大于0——实际读取的字节数
- 0——已读到文件尾
- -1——出错
注意：
- 参数3表示最多能接受的字节数，而不是指一定要输入的字节数。
示例:
char buffer[1024];
int cnt = read(0,buffer,sizeof(buffer));//从标准输入读
open
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
打开文件
返回值:
- 成功：文件描述符
- 失败：-1
打开方式:
- O_RDONLY 只读
- O_WRONLY 只写
- O_RDWR 读写
- O_CREAT 如果文件不存在，则创建该文件，并使用第3个参数设置权限,如果文件存在 ，则只打开文件。
- O_EXCL 如果同时使用O_CREAT而且该文件又已经存在
时，则返回错误, 用途：以防止多个进程同时创建
同一个文件
- O_APPEND 尾部追加方式（打开后，文件指针指向文件的末尾）
- O_TRUNC 若文件存在，则长度被截为0，属性不变
参数3：设置权限
- 略
注意:
- 返回的文件描述符是该进程未打开 的最小的文件描述符。
示例:
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE_RW_LEN 1024
int main(void) {
//第二个参数-文件存在则无法打开
//O_AOOEND —— 追加
int fd = open("./test_open.txt", O_CREAT | O_EXCL | O_RDWR,S_IRWXU | S_IRGRP |S_IXGRP | S_IROTH);
int count = 0;
char buffer[FILE_RW_LEN] = "hello i am test";
if (fd < 0) {
printf("open failed!,reason :%s\n",strerror(errno));
exit(-1);
}
count = write(fd, buffer, strlen(buffer));
printf("written: %d bytes\n",count);
close(fd);
return 0;
}
提示：!gcc——重新执行gcc上次编译的命令
close
int close(int fd);
关闭文件
终止指定文件描述符与对应文件之间的关联。
并释放该文件描述符，即该文件描述符可被重新使用。
返回值:
- 成功：0
- 失败：-1
示例:
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE1_NAME "file1.txt"
#define FILE2_NAME "file2.txt"
int main(void) {
int file1, file2;
char buffer[4096];
int len = 0;
file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
if (file1 < 0) {
printf("open file failed! reason:%s\n",strerror(errno));
exit(-1);
}
file2 = open(FILE2_NAME, O_CREAT | O_WRONLY ,S_IRUSR | S_IWUSR);
if (file2 < 0) {
printf("open file failed! reason:%s\n", strerror(errno));
exit(-2);
}
while (len = read(file1, buffer, sizeof(buffer) > 0)) {
write(file2,buffer,len);
}
close(file2);//实战记得判断是否关闭成功
close(file1);
return 0;
}
提示:
- 观察耗时:time xxx
- 程序总的执行时间
- 程序本身所消耗的时间
- 系统调用所消耗的时间
lseek
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
重新定义读写文件的偏移。
返回值:
- 成功:返回新的文件位置与文件头之间的偏移。
- 失败:-1
**示例:**从一个文件偏移100处，拷贝100字节到另一个文件。
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE1_NAME "lseek_test.c"
#define FILE2_NAME "lseek_test2.txt"
#define SIZE 100
int main(void) {
int file1, file2;
char buffer[1024];
int ret;
file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
if (file1 < 0) {
printf("open file failed! reason:%s\n", strerror(errno));
exit(-1);
}
file2 = open(FILE2_NAME, O_CREAT | O_WRONLY, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (file2 < 0) {
printf("open file failed! reason:%s\n", strerror(errno));
exit(-2);
}
//文件句柄，偏移量，从哪偏移
ret = lseek(file1, 0, SEEK_END);
printf("file size: %d\n", ret);
ret = lseek(file1, 100, SEEK_SET);
printf("lseek ret:%d\n", ret);
ret = read(file1, buffer, SIZE);
if (ret > 0) {
buffer[ret] = '\0';
write(file2,buffer,SIZE);
}
close(file1);
close(file2);
return 0;
}
ioctl
嵌入式相关
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性接口进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。是设备驱动程序中设备控制接口函数，用来控制设备。
int ioctl(int fd, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
- fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，
- cmd是用户程序对设备的控制命令，后面是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。
