寒假里學(xué)了點linux程序設(shè)計，作了一些筆記

linux中的一切東西都可以看成是文件
目錄也是文件，但它是一種特殊類型的文件
目錄是用于保存其他文件的節(jié)點號和名字的文件。目錄文件中的每個數(shù)據(jù)項都是指向某個文件節(jié)點的鏈接，刪除文件名就等于刪除與之對應(yīng)的鏈接（文件的節(jié)點號可以用ln -i查看）ln命令在不同文件中創(chuàng)建指向同一個文件的鏈接
刪除一個文件是，實際上是刪除了該文件對應(yīng)的目錄項，同時指向該文件的鏈接數(shù)減一。
/dev/console 系統(tǒng)控制臺，錯誤信息和診斷信息會被發(fā)往這個設(shè)備。
/dev/tty
/dev/null 空設(shè)備，所有寫向這個設(shè)備的輸出都將被丟棄，而讀這個設(shè)備會立即返回一個文件尾標(biāo)志，因此，在cp命令里可以把它用作復(fù)制空文件的源文件，人們常把不需要的輸出重定向到/dev/null
設(shè)備包括字符設(shè)備，塊設(shè)備，硬盤是典型的塊設(shè)備



系統(tǒng)調(diào)用和設(shè)備驅(qū)動程序
open：打開文件或設(shè)備
read：從打開的文件或設(shè)備里讀取數(shù)據(jù)
write：向文件或設(shè)備寫如數(shù)據(jù)
close：關(guān)閉文件或設(shè)備
ioctl：把控制信息傳遞給設(shè)備驅(qū)動程序 ioctl不需要具備可移植性，用法隨設(shè)備的不同而不同



底層文件的訪問

當(dāng)一個程序打開時，它一般會有3個已經(jīng)打開的文件描述符
0：標(biāo)準(zhǔn)輸入
1：標(biāo)準(zhǔn)輸出
2：標(biāo)準(zhǔn)錯誤


write系統(tǒng)調(diào)用
#include<unistd.h>
size_t write(int fildes,const void *buf ,size_t nbytes);
把緩沖區(qū)buf的前nbytes個字節(jié)寫入與文件描述符fildes關(guān)聯(lián)的文件中。它返回實際寫入的字節(jié)數(shù)。如果文件描述符有錯或者底層的設(shè)備驅(qū)動程序?qū)?shù)據(jù)塊的長度比較敏感該返回值可能會小于nbytes，如果返回值為0,表示未寫入任何數(shù)據(jù)如果返回的是-1表示在系統(tǒng)調(diào)用中出現(xiàn)了錯誤，錯誤代碼保存在全局變量errno中


read系統(tǒng)調(diào)用

#include<unistd.h>
size_t read(int fildes,void *buf,size_t nbytes);

從與文件描述符fildes相關(guān)的文件里讀取nbytes個字節(jié)的數(shù)據(jù)，并把它們放到數(shù)據(jù)區(qū)buf中，它返回實際讀入的字節(jié)數(shù)，這可能會小于請求的字節(jié)數(shù)，如果read調(diào)用返回0,表示未讀入任何數(shù)據(jù)，已到達了文件尾。同樣，如果返回的是-1,就表示出現(xiàn)了錯誤


open系統(tǒng)調(diào)用

#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>

int open(const char *path,int oflags);
int open與(const char *path,int oflags,mode_t mode);

open建立了一條到文件或設(shè)備的訪問路徑。如果調(diào)用成功，它將返回一個可以被read，write和其他系統(tǒng)調(diào)用使用的文件描述符。這個文件描述符是唯一的它不會與任何其他運行中的進程共享。如果兩個程序同時打開同一個文件，他們會得到兩個不同的文件描述符。如果他們都對文件進行寫操作，那么他們會個寫個的，分別接著上次離開的位置繼續(xù)往下寫。數(shù)據(jù)不會交織在一起，而是彼此相互覆蓋。兩個程序?qū)ξ募淖x寫位置不同。可以通過鎖功能來防止沖突

path路徑
oflags打開文件所指定的動作

O_RDONLY 以只讀方式打開
O_WRONLY 以只寫方式打開
O_RDWR 以讀寫方式打開


oflags參數(shù)下列可選模式（ 按位或）
O_APPEND?? 把寫入數(shù)據(jù)追加在文件的末尾
O_TRUNC? 把文件長度置為零，丟棄已有的內(nèi)容
O_CREAT? 如果需要，就按參數(shù)mode中給出的訪問模式創(chuàng)建文件
O_EXCL? 與O_CREAT一起使用，確保調(diào)用者創(chuàng)建文件。open調(diào)用是一個原子操作，即他只執(zhí)行一個函數(shù)調(diào)用。使用這個可選模式可以防止兩個程序同時創(chuàng)建同一個文件。如果文件存在，open將調(diào)用失敗

open調(diào)用成功返回一個新的文件描述符（非負(fù)整數(shù)）。在失敗時返回負(fù)一，并設(shè)置全局變量errno來指明失敗的原因，新文件描述符總是使用未用文件描述符的最小值
。例如一個文件關(guān)閉了他的標(biāo)準(zhǔn)輸出，然后再次調(diào)用open，文件描述符1就會被重新使用，并且標(biāo)準(zhǔn)輸出將被有效的重定向到另一個文件或設(shè)備

當(dāng)使用O_CREAT標(biāo)志的open調(diào)用來創(chuàng)建文件時，必須使用有3個參數(shù)格式的open調(diào)用。
第3個參數(shù)mode是幾個標(biāo)志位按位或后得到的，這些標(biāo)志在頭文件sys/stat.h中定義

S_IRUSR 讀權(quán)限，文件屬主
S_IWUSR 寫權(quán)限，文件屬主
S_IXUSR 執(zhí)行權(quán)限，文件屬主
S_IRGRP 讀權(quán)限，文件所屬組
S_IWGRP 寫權(quán)限，文件所屬組
S_IXGRP 執(zhí)行權(quán)限，文件所屬組
S_IROTH 讀權(quán)限，其他用戶
S_IWOTH 寫權(quán)限，其他用戶
S_IXOTH 執(zhí)行權(quán)限，其他用戶

例子
open（“myfile”，O_CREAT,S_IRUSR|S_IXUSR)
創(chuàng)建一個名為myfile的文件，文件屬主擁有讀權(quán)限，其他用戶擁有執(zhí)行權(quán)限，且只設(shè)置了這些權(quán)限


close系統(tǒng)調(diào)用

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

close 調(diào)用成功返回0,出錯返回-1


ioctl系統(tǒng)調(diào)用

#include<unistd.h>
int ioctl(int fildes,int cmd, .....);
ioctl對描述符fildes引用的對象執(zhí)行cmd參數(shù)中給出的操作。根據(jù)設(shè)備所支持操作的不同，他可能會有一個可選的第三參數(shù)


例子
在linux系統(tǒng)上對ioctl的如下調(diào)用將打開鍵盤上的led燈
ioctl(tty_fd,KDSETLED,LED_NUM|LED_CAP|LED_SCR);


其他與文件有關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用

lseek系統(tǒng)調(diào)用
對文件描述符fildes的讀寫指針進行設(shè)置。可以用它來設(shè)置文件的下一個讀寫位置。讀寫指針既可以被設(shè)置為文件的某個絕對位置，也可以設(shè)置為相對于當(dāng)前位置或文件尾的某個相對位置
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

off_t lseek(int fildes,off_t offset,int whence);
off_set參數(shù)用來制定位置，而whence參數(shù)定義該偏移值的用法。
whence可以取下列值
SEEK_SET:offset是一個絕對位置
SEEK_CUR:offset是相對于當(dāng)前位置的一個相對位置
SEEK_END:offset是相對于文件尾的一個相對位置
lseek返回從文件到文件指針被設(shè)置處的字節(jié)偏移，失敗時返回-1.參數(shù)offset的類型off_t是一個與具體實現(xiàn)有關(guān)的整數(shù)類型，它定義在sys/types.h中


fstat,stat和lstat的系統(tǒng)調(diào)用
fstat系統(tǒng)調(diào)用返回與打開的文件描述符相關(guān)的文件的狀態(tài)信息，該信息將會寫到一個buf結(jié)構(gòu)中，buf的地址以參數(shù)形式傳遞給fstat

原型
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>

int fstat(int fildes,struct stat *buf);
int stat(const char *path,struct stat *buf);
int lstat(const char *path,struct stat *buf);
頭文件sys/types.h是可選的
stat和lstat返回的是通過文件名查到的狀態(tài)信息。他們產(chǎn)生相同的結(jié)果，但當(dāng)文件是一個符號鏈接時，lstat返回的是符號鏈接本身的信息，而stat返回的是該鏈接指向的文件信息

st_mode 文件權(quán)限和文件類型信息
st_ino 與該文件關(guān)聯(lián)的inode
st_dev? 保存文件的設(shè)備
st_uid 文件屬主的UID號
st_gid 文件屬主的GID號
st_atime 文件上一次被訪問的時間
st_ctime文件的權(quán)限，屬主，組或內(nèi)容上一次被修改的時間
st_mtime 文件的內(nèi)容上一次被修改的時間
st_nlink 該文件上硬鏈接的個數(shù)


dup和dup2系統(tǒng)調(diào)用

dup系統(tǒng)調(diào)用提供了一種復(fù)制文件描述符的方法，使我們能夠通過兩個或更多個不同的文件描述來訪問同一個文件，這可以用在文件的不同位置對數(shù)據(jù)進行讀寫。dup系統(tǒng)調(diào)用復(fù)制文件描述符fildes，返回一個新的文件描述符。dup2系統(tǒng)調(diào)用則是通過明確指定描述符來把一個文件描述符復(fù)制為另一個文件描述符
原型如下：
#include<unistd.h>
int dup(int fildes);
int dup2(int fildes,int fildes2);

linux文件操作