linux系统编程之文件与io(一)

经过了漫长的学习,C语言相关的的基础知识算是告一段落了,这也是尝试用写博客的形式来学习c语言,回过头来看,虽说可能写的内容有些比较简单,但是个人感觉是有史起来学习最踏实的一次,因为里面的每个实验都是自己亲自验证过的,我机智不算聪明,所以也没必要去校仿那些“大脑非常聪明”的理解能力很强的“高人”,也许我之前学的那些基础知识在别人来说可能也就一周就完全通了,甚至比你还要理解得透,那我只能“羡慕”,“羡慕”过后,还得去寻找属于自己的学习方法,不管什么形式,只要是最适全自己的就是“好”的,我还是会这种形式,一步一步去向我的目标迈进的,加油!
头一热,又发表了些许感言,算是给自己沉默的学习上的一种精神上的鼓励吧,今天开始,开始利用已学过的c来学习linux系统编程相关的东东,算是继续对c进行深入吧,言归正传: 
关于什么是linux系统编程,这里就不介绍了,相关的理论可以找相关资料进行查阅,对于程序员来说,只有代码是"最亲切"的,所以正式开始系统编程之前,先学一个东东:
错误处理:
 
下面以具体代码来说明下:
编译运行:
可见perror的出错信息的格式是固定的,不是太灵活,下面再看下更灵活打印错误的方式:
编译运行:
通过这个程序,我们可以看到,用fprintf(关于它的使用,随后会进行详述)可以自定义错误输出格式,会比perror更加灵活。
说明:linux中有很多错误代码,如下:
 
都可以通过strerror来将错误码转换成错误文本,上面程序已经看到了,下面再来试验一下另外一个错误码
 
 
好了,下面正式进入文件与io:
什么是I/0:
对于I/0,我想学过编译的都不会陌生,这里就不多说了,下面简单总结下:
 
而对于linux来说,有两种类型的I/O:
文件描述符【这是新概念,需好好理解】:
我们知道对于ANSI C库来讲,平常操纵文件是FILE文件指针来描述的, 如:
FILE* fp;
 
说明:
 

                           实际上系统调用与ANSI C是一一对应的,只是描述不一样

系统调用:文件描述符,int类型 ANSI C:文件指针,FILE*类型
STDIN_FILENO stdin          
STDOUT_FILENO stdout
STDERR_FILENO  stderror
 
文件描述符与文件指针相互转换:
对于系统调用中的文件描述符与ANSI C标准库中的文件指针可以通过以下函数进行转换:
编译运行:
至于文件描述符转换成文件指针,这时就不演示了,比较简单。
文件系统调用:
open系统调用:
用man查看下:
 
运行:
 
对于其错误输出,还可以perror来输出,篇章开头已经介绍过了,如下:
运行:
 
下面要对代码进行封装了,对于程序出错都需要输出错误信息,并且让程序退出,所以,可以将上面这种错误输出的方式定义为宏,方便其之后调用,如下:
 
运行,看效果:
 
但是,上面的这种宏定义还不够专业,下面这种方式是linux内核中会经常用到的,体现了专业,呵呵:
 
从上面这种打开方式来看,如果文件不存在时,是不会去创建的,那有没有当文件不存时主动去创建呢,其中open的第二个参数就是用来设定打开方式的:
这次编译运行:
关于打开方式,有下列几种:
下面还有另外一种打开文件的函数:
 对于这种打开方式,多了一个权限的参数,下面来看一下具体使用:
编译运行:
这里得对文件的权限进行说明一下,以便于理解这个权限参数:
理解了文件权限相关的知识,回到上面的程序来,我们在创建程序时,给定的文件权限是0666,也就是rw-rw-rw- ,但是从实际创建的文件来看,它的权限是:
这是为什么呢?这时需要解释一个新概念:umask
查看一下当前系统的umask是多少:
 
0666-0022=0644,就刚好是我们所看到的结果,但是注意,并非是真正意义上的相减运算,如果我们把权限改一下结果就不是这种公式推导出来的结果了:
先来按上面的公式来推算下创建文件的权限:0655-0022=0633,编译运行,见证事实啦:
可见,上面算权限的公式并非只是算术与umask相减,用简单的图来说明下umask的真正意义:
其实对于umask可以在程序中手动更改,我们可以将它设置为0,这样我们指定什么权限,最终文件创建就是什么权限了,如下:
 
编译运行:
目前我们以O_CREATE方式创建的文件,不管我们运行多少次,文件是否已经存在了,也是每次创建成功:
这时,如果想要不重复创建文件,则加上O_EXCL打开方式,再看下运行结果:
运行:
 
关于文件打开失败,有很多信息,这些全可以在open的帮助man里面找到,下面就对其中的某些错误进行一些解释:
一个进程打开文件的最大数怎么查看呢?
一个系统打开文件的最大数又怎么查看呢?
 
另外,对于文件访问权限的指定除了直接输入数字之外,还能利用宏的方式创建,有如下权限组合:
实际上,查看open函数的帮助就有介绍:
下面以这种宏的方式来指定文件权限:
这时来查看下是否成功创建这种权限的文件:
 
close系统调用:
这个比较简单:
creat系统调用【很少用到,可完全被open代替】:
所以说,这个函数很少会用到,直接用open就可以,了解一下。
好了,今天先学到这,下节见!
原文地址:https://www.cnblogs.com/webor2006/p/3487718.html