一.課程概要
1.檔案描述符
2.檔案操作和核心資料結構
3.檔案原子操作
二.正文
(一).檔案描述符
1.檔案描述符簡介
1).對於linux核心而言,所有的檔案開啟都是有檔案描述符引用的.
2).檔案描述符是乙個非負整數(返回-1為標準出錯),並且與檔案是相對應的.
3).當開啟乙個現存盤案或建立乙個新檔案時,核心向程序返回乙個檔案描述符.
4).當讀寫檔案時,需要(用open或creat返回值)將檔案描述符當做引數傳遞給相應的函式(read,write).
5).**實踐 gcc -o bin/fd_test src/fd_test.c
遇到問題:當(./bin/fd_test)執行**時,開啟檔案的失敗(返回值為-1),進入bin目錄執行fd_test時成功(返回值為3)?
6).返回值為什麼為3?
當程式執行時,系統會開啟3個檔案,標準輸入0(stdin_fileno),標準輸出1(stdout_fileno),標準出錯2(stderr_fileno),這些都定義在標頭檔案中.所以開啟的檔案是以3開始計數的.
7).檔案描述符的範圍時0~open_max.這個巨集值.很多系統時63,linux是1024.
(二),實現shell命令
1.自定義標頭檔案
1).編寫乙個具有的cp功能的自定義標頭檔案 io.h(傳入的為檔案描述符)
2) 路徑
include/io.h
src/io.c
3).編譯生成二進位制檔案
gcc -c -iinclude src/io.c
2.編寫mcp上層檔案
1).路徑
src/mcp.c
2).編譯
gcc -iinclude src/io.c src/mcp.c -o bin/mcp
3.編寫mcat上層檔案
1).路徑
src/mcat.c
2).編譯
gcc -iinclude src/io.c src/mcp.c -o bin/mcp
(三).檔案操作和核心資料結構
1.操作檔案i/o的五個函式
1).open
2).read
3).wirte
4).lseek
5).close
2.操作檔案描述符號的函式
1).dup
2).dup2
3.改變檔案狀態函式
1).fcntl
4.檔案在核心中的資料結構(有3種資料結構表示)
1).檔案描述符表
2).檔案表項
3).v節點
5.檔案原子操作
2.creat函式(建立檔案,預設為只寫方式開啟)
1).標頭檔案
#include
#include
#include
2).原型
int creat(const char *pathname, mode_t mode);
const char *pathname 為要開啟的檔案路徑
mode_t mode 檔案的許可權
返回值:成功返回檔案描述符,失敗返回-1.
3.close 函式(關閉檔案描述符)
1).標頭檔案
#include
2).原型
int close(int fd);
int fd 為檔案描述符
返回值:成功返回0,失敗返回-1.
當乙個程序中制定時,它開啟的所有檔案都有核心自動關閉.
4.read 函式(從檔案中讀內容)
1).標頭檔案
#include
2).原型
ssize_t pread(int fildes, void *buf, size_t nbyte, off_t offset);
ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);
int fildes 檔案描述符
void *buf 快取區
size_t nbyte 需要讀資料到的位元組數
返回值:成功返回讀到的位元組數,若已讀到檔案尾部且檔案沒有內容,則為0,失敗返回-1.
3).有多種情況使讀到的位元組數少於要求讀的位元組數
(1).在讀普通檔案時,在讀到要求位元組數之前已到達檔案尾端.
(2).當從終端裝置讀時,通常最多讀一行.
(3).當從網路讀時,網路中的快取機構可能造成返回值小於所要求讀的位元組數.
(4).某些面向記錄的裝置,如磁帶,每次最多返回乙個記錄.
(5).程序由於訊號造成的中斷(正在讀的時候,程序終止).
5. write函式(向檔案中寫內容)
1).標頭檔案
#include
2).原型
ssize_t pwrite(int fildes, const void *buf, size_t nbyte,off_t offset);
ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);
int fildes 檔案描述符
const void *buf, size_t nbyte 快取區
size_t nbyte 需要向檔案寫入的位元組數
返回值:成功返回已寫到的位元組數,失敗返回-1.
6.lseek 函式(改變讀寫檔案時讀寫指標位置)
1).標頭檔案
#include
#include
2).原型
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
int fd 檔案描述符
off_t offset 檔案偏移量
int whence 位置
若whence是seek_set,則將該檔案的位移量設定為距檔案開始處 offset 個位元組.
若whence是seek_cur,則將該檔案的位移量設定為當前值加 offset, offset可以為正或負.
若whence是seek_end,則將該檔案的位移量設定為檔案長度加 offset, offset可以為正或負.
8.dup和dup2(檔案描述符操作)
1).標頭檔案
#include
2).原型
int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);
用來複製檔案描述符,在程序通訊的時候,改變程序標準輸入和標準輸出裝置,
返回值:成功返回新的檔案描述符,失敗返回-1.
3).使用dup2從定向檔案標準輸入/輸出.
(1).編寫dup2_test.c
(1).路徑
src/dup2_test.c
(2).編譯
gcc -o bin/dup2_test src/dup2_test.c
9.fcntl(可以改變已經開啟檔案的性質.)
1).標頭檔案
#include
#include
#include
2).原型
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
int fd 檔案描述符
int cmd 檔案狀態設定
返回值:成功(則依賴於cmd)返回乙個大於0的數,失敗返回-1.
3).編寫mcat上層檔案
(1).路徑
src/flag_test.c
(2).編譯
gcc -iinclude src/io.c src/flag_test.c -o bin/flag_test
(3)./bin/flag_test test.txt zhangjianqi!
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