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Linux/UNIX系统编程手册-文件IO

Linux/UNIX系统编程手册

[德] Michael Kerrisk

第4章 文件I/O: 通用的I/O模型

通用的I/O模型(the universal i/o model)

概述

所有执行I/O操作的系统调用都使用文件描述符(file descriptor),通常时一个小的非负整数,来指代打开的文件。文件描述符用以指代所有类型的已打开文件,包括管道(pipe)、FIFO、socket、终端、设备和普通文件。每个进程都有自己的文件描述符集(Each process has its own set of file descriptors.)。

标准文件描述符

文件描述符 用途 POSIX名称 stdio 流
0 标准输入 STDIN_FILENO stdin
1 标准输出 STDOUT_FILENO stdout
2 标准错误 STDERR_FILENO stderr

程序运行之前,shell程序打开了这3个文件描述符。更确切的说,程序继承了shell文件描述符的副本。如果在命令行中对输入/输出进行了重定向,shell会对文件描述符做适当修改,然后再启动程序。

I/O的通用性

I/O模型的通用性,体现在使用4个同样的系统调用open(), read(), write()和close()可以对所有类型的文件执行I/O操作,包括终端设备。

要实现I/O的通用性,就必须确保每一文件系统和驱动程序都实现了相同的I/O系统调用集。

打开一个文件:open()

open()既能打开一个已经存在的文件也能创建并打开一个新文件

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#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags, ... /* mode_t mode */);
Returns file descriptor on success, or –1 on error

读取文件内容:read()

read()从文件描述符fd所知带的文件中读取数据

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#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buffer, size_t count);
Returns number of bytes read, 0 on EOF, or –1 on error

写入文件:write()

write()将数据写入一个已打开的文件中

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#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, void *buffer, size_t count);
Returns number of bytes written, or –1 on error

关闭文件:close()

colse()用来关闭一个打开的文件描述符,并将其释放会调用进程,供该进程继续使用。当一进程终止时,将自动关闭其已打开的所有文件描述符。

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#include <unistd.h>
int close(int fd);
Returns 0 on success, or –1 on error

改变文件偏移量:lseek()

对于每个打开的文件,系统内核会记录其文件偏移量。文件偏移量时指执行下一个read(),write()的文件起始位置。文
件第一个字节的偏移量为0。

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#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
Returns new file offset if successful, or –1 on error

lseek()并不适用于所有类型的文件。不允许将其应用于管道,FIFO,socket或中断。

在文件原结尾处之后某一位置写入数据将导致文件空洞,从文件空洞处读取文件将返回全0字节。

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