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文(wen)件I/O操作(zuo)的(de)(de)系統調用，主要用到5個函數：open()、read()、write()、lseek()和close()。這些(xie)函數的(de)(de)特點是(shi)不帶緩存(cun)，直接對文(wen)件（包(bao)括設備）進行(xing)讀寫操作(zuo)。這些(xie)函數雖然不是(shi)ANSI C的(de)(de)組成(cheng)部分，但是(shi)是(shi)Posix的(de)(de)組成(cheng)部分。
基本文件操作
1．函數說明
● open()函數用于打開或創建文件，在打開或創建文件時可以指定文件的屬性及用戶的權限等各種參數。
● close()函數用于關閉一個被打開的文件。當一個進程終止時，所有被它打開的文件都由內核自動關閉，很多程序都使用這一功能而不顯式地關閉一個文件。
● read()函數用于將從指定的文件描述符中讀出的數據放到緩存區中，并返回實際讀入的字節數。若返回0，則表示沒有數據可讀，即已達到文件尾。讀操作從文件的當前指針位置開始。當從終端設備文件中讀出數據時，通常一次多讀一行。
● write()函數用于向打開的文件寫數據，寫操作從文件的當前指針位置開始，對磁盤文件進行寫操作，若磁盤已滿或超出該文件的長度，則write()函數返回失敗。
● lseek()函數(shu)用于在指定(ding)的(de)文(wen)件(jian)描述(shu)符(fu)中將(jiang)文(wen)件(jian)指針定(ding)位(wei)到相應(ying)的(de)位(wei)置。它只(zhi)能用在可定(ding)位(wei)（可隨機訪問）文(wen)件(jian)操作中。管(guan)道、套接(jie)字(zi)和大部分(fen)字(zi)符(fu)設備文(wen)件(jian)是不可定(ding)位(wei)的(de)，所(suo)以在這些文(wen)件(jian)的(de)操作中無法使用lseek()調用。
2．函數格式
open()函數的語法要點(dian)如表2.1所示。
表2.1 open()函數語法(fa)要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h> /* 提供類型pid_t的定義 */
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
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| 函數原型 |
int open(const char *pathname, int flags, int perms) |
| 函數傳入值 |
pathname |
被打開的文件名（可包括路徑名） |
| flag：文件打開的方式 |
O_RDONLY：以只讀方式打開文件 |
| O_WRONLY：以只寫方式打開文件 |
| O_RDWR：以讀/寫方式打開文件 |
| O_CREAT：如果該文件不存在，就創建一個新的文件，并用第三個參數為其設置權限 |
| O_EXCL：如果使用O_CREAT時文件存在，則可返回錯誤消息。這一參數可測試文件是否存在。此時open是原子操作，防止多個進程同時創建同一個文件 |
| O_NOCTTY：使用本參數時，若文件為終端，那么該終端不會成為調用open()的那個進程的控制終端 |
| O_TRUNC：若文件已經存在，那么會刪除文件中的全部原有數據，并且設置文件大小為0 |
| O_APPEND：以添加方式打開文件，在打開文件的同時，文件指針指向文件的末尾，即將寫入的數據添加到文件的末尾 |
| perms |
被打開文件的存取權限
可以用一組宏定義：S_I(R/W/X)(USR/GRP/OTH)
其中R/W/X分別表示讀/寫/執行權限
USR/GRP/OTH分別表示文件所有者/文件所屬組/其他用戶
例如，S_IRUSR | S_IWUSR表示設置文件所有者的可讀可寫屬性，八進制表示法中0600也表示同樣的權限
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| 函數返回值 |
成功：返回文件描述符
失敗：-1
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在open()函數(shu)中，flag參數(shu)可(ke)通過“|”組合構成(cheng)，但(dan)前3個(ge)標(biao)志常量(liang)（O_RDONLY、O_WRONLY及(ji)O_RDWR）不能相互(hu)組合。perms是文件(jian)的存(cun)取權(quan)限(xian)，既(ji)可(ke)以(yi)(yi)用(yong)宏定義表示法(fa)，也可(ke)以(yi)(yi)用(yong)八進制表示法(fa)。
close()函數的語法要點如表2.2所示。
表2.2 close()函(han)數語法要(yao)點(dian)
| 所需頭文件 |
#include <unistd.h> |
| 函數原型 |
int close(int fd) |
| 函數輸入值 |
fd：文件描述符 |
| 函數返回值 |
0：成功
1：出錯
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read()函數(shu)的語法要點如表2.3所示(shi)。
表2.3 read()函數語(yu)法要點
| 所需頭文件 |
#include <unistd.h> |
| 函數原型 |
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count) |
| 函數傳入值 |
fd：文件描述符 |
| buf：指定存儲器讀出數據的緩沖區 |
| count：指定讀出的字節數 |
| 函數返回值 |
成功：讀到的字節數
0：已到達文件尾
1：出錯
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在讀(du)(du)(du)普通(tong)文件(jian)時(shi)，若(ruo)讀(du)(du)(du)到要求的(de)字節數前已(yi)到達文件(jian)的(de)尾部(bu)，則返(fan)回的(de)字節數會小(xiao)于(yu)希望讀(du)(du)(du)出(chu)的(de)字節數。
write()函數的語法要點如表2.4所示。
表2.4 write()函數(shu)語(yu)法(fa)要點
| 所需頭文件 |
#include <unistd.h> |
| 函數原型 |
ssize_t write(int fd, void *buf, size_t count) |
| 函數傳入值 |
fd：文件描述符 |
| buf：指定存儲器寫入數據的緩沖區 |
| count：指定讀出的字節數 |
| 函數返回值 |
成功：已寫的字節數
1：出錯
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在寫普通文件時(shi)，寫操(cao)作從(cong)文件的當前指(zhi)針位置(zhi)開始(shi)。
lseek()函(han)數(shu)的(de)語法要(yao)點如表2.5所示。
表2.5 lseek()函數語(yu)法要(yao)點(dian)
| 所需頭文件 |
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
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| 函數原型 |
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence) |
| 函數傳入值 |
fd：文件描述符 |
| offset：偏移量，每一讀寫操作所需要移動的距離，單位是字節，可正可負（向前移，向后移） |
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whence：
當前位置的基點 |
SEEK_SET：當前位置為文件的開頭，新位置為偏移量的大小 |
| SEEK_CUR：當前位置為文件指針的位置，新位置為當前位置加上偏移量 |
| SEEK_END：當前位置為文件的結尾，新位置為文件的大小加上偏移量的大小 |
| 函數返回值 |
成功：文件的當前位移
1：出錯
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3．函數使用實(shi)例
下面(mian)實例中的(de)open()函數帶有3個flag參數：O_CREAT、O_TRUNC和O_WRONLY，這(zhe)(zhe)樣就可(ke)以對不同(tong)的(de)情況指定相(xiang)應的(de)處理方法。另外，這(zhe)(zhe)里對該文件的(de)權限設置為0600。其源碼如下所(suo)示：
下面列出(chu)文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)基(ji)(ji)本操作的(de)實例，基(ji)(ji)本功能是(shi)從(cong)一(yi)個文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)（源文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)）中讀(du)(du)取(qu)后10KB數據(ju)并復制到(dao)另一(yi)個文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)（目(mu)標(biao)文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)）。在實例中源文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)是(shi)以(yi)只讀(du)(du)方(fang)式打開(kai)的(de)，目(mu)標(biao)文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)是(shi)以(yi)只寫方(fang)式打開(kai)（可(ke)以(yi)是(shi)讀(du)(du)/寫方(fang)式）的(de)。若目(mu)標(biao)文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)不存在，可(ke)以(yi)創(chuang)建(jian)并設(she)置權限的(de)初始值為644，即文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)所(suo)有者可(ke)讀(du)(du)可(ke)寫，文(wen)(wen)件(jian)(jian)(jian)(jian)所(suo)屬組和其他用戶只能讀(du)(du)。
讀者需要留意的地方(fang)是(shi)改變(bian)每次讀/寫的緩(huan)存大小（實例中為1KB）會怎(zen)樣影響運(yun)行效率。
/* copy_file.c */
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define BUFFER_SIZE 1024 /* 每次讀/寫緩存大小，影響運行效率 */
#define SRC_FILE_NAME "src_file" /* 源文件名 */
#define DEST_FILE_NAME "dest_file" /* 目標文件名 */
#define OFFSET 10240 /* 復制的數據大小 */
int main()
{
int src_file, dest_file;
unsigned char buff[BUFFER_SIZE];
int real_read_len;
/* 以只讀方式打開源文件 */
src_file = open(SRC_FILE_NAME, O_RDONLY);
/* 以只寫方式打開目標文件，若此文件不存在則創建該文件, 訪問權限值為644 */
dest_file = open(DEST_FILE_NAME, O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR|
S_IRGRP|S_IROTH);
if (src_file < 0 || dest_file < 0)
{
printf("Open file error\n");
exit(1);
}
/* 將源文件的讀/寫指針移到后10KB的起始位置 */
lseek(src_file, -OFFSET, SEEK_END);
/* 讀取源文件的后10KB數據并寫到目標文件中，每次讀寫1KB */
while ((real_read_len = read(src_file, buff, sizeof(buff))) > 0)
{
write(dest_file, buff, real_read_len);
}
close(dest_file);
close(src_file);
return 0;
}
$ ./copy_file
$ ls -lh dest_file
-rw-r--r-- 1 david root 10K 14:06 dest_file
本文選自華清遠見嵌入式培訓教材《從實踐中學嵌入式Linux應用程序開發》
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