标准输入：0
标准输出：1
错误输出：2
符号常量为：STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO,STDERR_FILENO
open或者openat：
int open(const char* path,int oflag,....);
int openat(int fd,const char *path,int oflag,...);
path:要打开或者要创建的名字
oflag：说明此函数的多个选项
O_RDONLY 只读打开
O_WRONLY 只写打开
O_RDWR 读写打开
大多数的实现将O_RDONLY定义为0，O_WRONLY定义为1，O_RDWR定义为2
O_EXEC 只执行打开
O_SEARCH 只搜索打开
这5个常量中必须指定一个且只能指定一个。下列常量则是可选的：
O_APPEND 每次都追加到文件的尾端
O_CLOEXEC 把FD_CLOEXEC常量设置为文件描述符标志
O_CREAT 若文件不存在则创建它。使用这个选项的时候，
open参数需同时说明第三个参数mode（openat则是第四个）
用mode指定该新文件的访问权限位，可以使用进程umask
值修改它
O_DIRECTORY 如果path不是目录，则出错
O_EXCL 如果同时指定了O_CREAT，而文件已经存在，则出错
O_NOCTTY 如果path引用的是终端设备，则不将该设备分配作为此进程的
终端控制
O_NOFOLLOW 如果path引用的是一个符号连接，则出错
O_NONBLOCK 如果path引用的是一个FIFO、一个块特殊文件或一个字符
特殊文件，则此选项为文件的本次打开操作和后续的I/O
操作设置非组塞模式
O_SYNC 每次write等待物理I/O操作完成，包括由该write操作引起
的文件属性跟新所需的I/O
O_TRUNC 如果此文件存在，而且为只写或者是读-写成功打开，则将其
长度截断为0
O_TTY_INIT 如果打开一个还未打开的终端设备，设置非标准termios参数
值，使其符合signal UNIX Specification
O_DSYNC 使每次write要等待物理I/O操作完成，但是如果写操作并不
影响读取刚写入的数据，则不需等待文件属性被更新
O_RSYNC 使每一个文件描述符作为参数进行的read操作等待，直至
所有的对文件同一部分挂起的写操作都完成了
creat函数:创建一个新的文件
int creat(const char *path,mode_t mode);
等效于open(path,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode);
不足是它以只写的方式打开所创建的文件。
使用open实现:
open(path,O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,mode);
close函数:打开一个文件
#include <unistd.h>
int close(int fd);
关闭一个文件的时候还会释放该进程加在该文件上的所有记录锁。
当一个进程终止的时候，内核自动关闭它所有的打开文件。
lseek函数：当前文件偏移量
调用lseek显式为一个打开文件设置偏移量
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);
其中offset于参数whence有关:
SEEK_SET：设置偏移量为离文件开始处offset个字节
SEEK_CUR:设置偏移量为离当前位置加offset，可正可负
SEEK_END:设置偏移量为离文件末尾加offset
off_t currpos;
currpos=lseek(fd,0,SEEK_CUR);
如果文件描述符指向的是一个管道、FIFO、网络套接字，则lseek
返回-1,并将errno设置为ESPIPE.
whence:0（绝对偏移量）
whence：1（相对当前位置的偏移量）
whence：2（相对文件末尾的偏移量）
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
if(lseek(STDIN_FILENO,0,SEEK_CUR)==-1){
printf("cannot seek
");
}
else
printf("seek ok
");
exit(0);
}
read函数：从打开文件中读取数据
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbytes);
read成功，则返回读到的字节数。如已到达文件末尾，则返回0。
write函数:向打开文件写数据
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes);
若返回成功，表示的是以写的字节数，若失败，返回的是-1。
pread和pwrite:
#include <unistd.h>
ssize_t pread(int fd,void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
返回值:读到的字节数，若已到文件尾，返回0；若出错，返回-1
ssize_t pwrite(int fd,const void *buf,size_t nbytes,off_t offset);
返回值:若成功，返回已写的字节数；若出错，返回-1
调用pread相当于调用lseek后调用read，但是pread有区别:
1、调用pread时，无法中断其定位和读操作
2、不更新当前文件偏移量
调用pread相当于调用lseek后调用write，但是pwrite有类似的区别
dup和dup2函数:复制一个现有的文件描述符
#include <unistd.h>
int dup(int fd);
int dup2(int fd,int fd2);
有dup返回的新文件描述符一定是当前可用文件描述符中的最小的数值。
对于dup2，可以用fd2参数指定新描述符的值。如果fd2已经打开，则先将其关闭。
如若fd等于fd2，则dup2返回fd2，而不关闭它。否则，fd2的FD_CLOSEXEC文件
描述符标志就被清除，这样fd2在进程调用exec时是打开状态.
调用dup（fd）；
等效于fcntl(fd,F_DUPFD,0);
而调用dup2(fd,fd2);
等效于:
close(fd2);
fcntl(fd,F_DUPFD,fd2);
dup2并不完全等同于以上，区别如下:
1、dup2是一个原子操作，而close和fcntl包括两个函数调用。
可能在close和fcntl之间调用了信号捕获函数，它们可能修改文件
描述符，如果不同线程改变了文件描述符也会出现问题
2、dup2和fcntl有一些不同的errno
sync、fsync和fdatasync函数:
传统的UNIX系统实现在内核中设有缓冲区高速缓存或者页高速缓存，大多数磁盘
I/O都通过缓冲区进行。
当我们向文件写入数据时，内核通常先将数据复制到缓冲区中，然后排入队列，晚些时候
再写入磁盘。
通常，当内核需要重用缓冲区来存放其他磁盘块数据时，它会把所以延迟写数据块写入磁盘
为了保证磁盘上实际文件系统与缓冲区中内容的一致性，UNIX系统提供了sync、fsync、
fdatasync函数。
#include <unistd.h>
int fsync(int fd);
int fdatasync(int fd);
void sync(void);
sync只是将所以修改过的块缓冲区排入写队列，然后就返回，它并不等待实际写磁盘
操作结束。
通常，成为update的系统守护进程周期性地调用（一般隔30秒）sync函数。这就
保证了定期冲洗（flush）内核的块缓冲区。命令sync(l)也调用sync函数
fsync只对由文件描述符fd指定的一个文件起作用，并且等待 写磁盘操作结束。
fsync可用于数据库这样的应用程序。
fdatasync函数类似于fsync函数，但它只影响文件的数据部分。而除数据外fsync
还会同步更新文件的属性。
简单说文件描述符:
文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护
的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回
一个文件描述符。
fcntl函数：改变已经打开文件的属性
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,.../*int arg*/);
返回值：成功,则依赖于cmd，出错，返回-1。
fcntl函数的5种功能:
1、复制一个已有的描述符（cmd=F_DUPFD或者F_DUPFD_CLOEXEC）
2、获取/设置文件描述符标志（cmd=F_GETFD或者F_SETFD）。
3、获取/设置文件状态标志(cmd=F_GETFL或者F_SETFL)。
4、获取/设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或者F_SETOWN)。
5、获取/设置记录锁(cmd=F_GETLK、F_SETLK或者F_SETLKW);
F_DUPFD 复制文件描述符fd。新文件描述符作为函数只返回。它是尚未打开的
各描述符大于或者等于第3个参数值(取为整形值)中各值的最小值。
新描述符与fd共享同一文件表项。但是，新描述符有它自己的一套文件
描述符标志，其FD_CLOEXEC文件描述符标志被清除(这表示该描述符在
exec时仍保持有效)
F_DUPFD_CLOEXEC 复制文件描述符，设置与新描述符关联的FD_CLOEXEC文件描述符标
志的值，返回新文件描述符。
F_GETFD 对应与fd的文件描述符标志作为函数值返回。当前只定义了一个文件
描述符标志FD_CLOEXEC。
F_SETFD 用于设置文件描述符标志。新标志值按第3个参数（取为整数值）设置
现在很多程序不使用FD_CLOEXEC,而是将此标志设置为0，（系统默认）
在exec时不关闭，1在exec关闭
F_GETFL 对应与fd的文件状态标志作为函数值返回
F_SETFL 将文件状态标志设置为第3个参数的值，（取整形值）。
可以更改的标志为:O_APPEND O_NONBLOCK O_SYNC O_DSYNC
O_RSYNC O_FSYNC O_ASYNC
F_GETOWN 获取当前接受SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID。
F_SETOWN 设置接受SIGIO和SIGURG信号的进程ID或进程组ID。
正的arg指定一个进程ID，负的arg表示等于arg绝对值的一个进程组ID
fcntl的返回值与命令有关。如果出错，所以命令都返回-1，如果成功返回其他值
F_DUPFD:返回的是新的文件描述符
F_GETFD:返回的时相应的标志
F_GETFL:返回的时相应的标志
F_GETOWN:返回一个正的进程ID或者一个负的进程组ID
例子：
O_ACCMODE<0003>：读写文件操作时，用于取出flag的低2位
O_RDONLY<00>：只读打开
O_WRONLY<01>：只写打开
O_RDWR<02>：读写打开
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[]){
int val;
if(argc!=2){
printf("usage:a.out <descriptor#>");
}
if((val=fcntl(atoi(argv[1]),F_GETFL,0))<0)
printf("fcntl error for fd %d",atoi(argv[1]));
switch(val & O_ACCMODE){
case O_RDONLY:
printf("read only");
break;
case O_WRONLY:
printf("write only");
break;
case O_RDWR:
printf("read write");
break;
default:
printf("unknown access mode");
}
if(val & O_APPEND)
printf(",append");
if(val & O_NONBLOCK)
printf(",nonblocking");
if(val & O_SYNC)
printf(",synchronous writes");
#if !defined(_POSIX_C_SOURCE) && defined(O_FSYNC) && (O_FSYNC != O_SYNC)
if(val & O_FSYNC)
printf(",synchronous writes");
#endif
putchar('
');
exit(0);
}
运行：
./a.out 0 < /dev/tty
./a.out 1 > temp.foo
./a.out 2 2>>temp.foo
./a.out 5 5<>temp.foo
字句5<>temp.foo表示的时文件描述符5上打开文件temp.foo以供读、写。
修改文件描述符标志或者是文件状态标志(示例函数)：
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
void set_fl(int fd,int flags)
{
int val;
if((val=fcntl(fd,F_GETFL,0))<0)
{
printf("fcntl F_GETFL error");
}
val |= flags;
if(fcntl(fd,F_SETFL,val)<0)
printf("fcntl F_SETFL error");
}
其中将一条语句改为：
val &=~flags;//表示的时关闭某个文件标志
如果加上set_fl(STDOUT_FILENO,O_SYNC);开启了同步写操作
这样使得每次write都要等待，直到数据已写到磁盘上再返回。
ioctl函数：
ioctl函数一直是I/O操作的杂物箱。
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd,int request,...)
/dev/fd:
较新的系统都提供名为/dev/fd的目录，其目录项是名为0，1，2等文件
函数的调用:
fd=open("/dev/fd/0",mode);
大多数系统忽略它所指定的mode，而另外一些系统则要求mode必须是所引用的文件
在这里是标准输入，初始打开是所使用的打开模式的一个子集。
上面等效于：fd=dup(0);
若描述符0先前打开为只读，那么我们也只能对fd进行读操作。即使系统忽略打开模式，
而且下列调用是成功的：
fd=open("/dev/fd/0",O_RDWR);
我们仍然不能对fd进行写操作。
文件IO
技术不分国界