Linux 文件系统编程之系统调用和标准I/O库
来源：互联网 发布：英雄杀mac客户端 编辑：程序博客网 时间：2024/05/21 04:24
系统调用
访问设备驱动程序的底层函数主要有：open:打开文件或者设备。read:从打开的文件或者设备里面读取数据。write:向文件或者设备写数据。close:关闭文件或者设备。open系统调用：#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int open (const char *path, int flags);int open (const char *path, int flags, mode_t mode);path表示文件名，flags用来定义准备对打开的文件进行操作的动作。如果open调用成功，则返回一个新的文件描述符（非负整型）；如果失败，就返回-1。close系统调用：#include <unistd.h>int close(int filedes);成功返回0；出错返回-1；read系统调用：#include <unistd.h>ssize_t read(int filedes, const void *buf, size_t nbytes);< publishblog.blogchina.com http:>将n个字节从文件描述符对应的文件读出放入到buf中。成功则返回实际的读取字节数。write系统调用：#include <unistd.h>ssize_t write(int filedes, const void *buf, size_t nbytes);返回值是实际写入的字节数（可能会小于nbytes）；如果返回值是0，表示没有写入任何数据；如果返回值是-1，表示在write调用中出错了。将n个字节从buf中写入到文件描述符对应的文件中。常用标准I/O库文件函数：fopen,fwrite,fread,fclose,fflush,fseek,fgets,getchar,fputs等系列的函数
他们与系统调用的一个主要的区别在于，这是带缓冲的函数，操作的对象不是int型的文件描述符，而是fopen返回的FILE型的文件指针（*fp）.对应的标准输入，输出，出错为stdin,stdout,stderr文件指针。
我把这些函数的用法全都写在这里：
#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <errno.h>#include <time.h>#define SIZE 1024// fopenint main0(){ FILE* fp = fopen ("abc", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return -1; } printf ("打开文件成功\n"); return 0;}// freadint main1(){ FILE* fp = fopen ("BTree.c", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; // feof 判断是否读到文件结尾，如果读到文件结尾，它返回一个非0 的值 int ret; while (ret = fread (buf, sizeof(char), SIZE-1, fp)) { buf[ret*sizeof(char)] = '\0'; printf ("%s\n", buf); } if (0 == ret && !feof(fp)) { perror ("fread"); return -1; } printf ("文件读取结束\n"); return 0;}// fwriteint main2(){ FILE* fp = fopen ("1.ppt", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return -1; } FILE* fp1 = fopen ("2.ppt", "ab+"); if (NULL == fp1) { perror ("fopen"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; // feof判断是否读到文件结尾，如果读到文件结尾，它返回一个非0 的值 int ret; while (ret = fread (buf, sizeof(char), SIZE, fp)) { fwrite (buf, sizeof(char), ret, fp1); } if (0 == ret && !feof(fp)) { perror ("fread"); return -1; } printf ("文件读取结束\n"); fclose (fp); fclose (fp1); return 0;}// fgetcint main3(){ FILE* fp = fopen ("1.ppt", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return -1; } FILE* fp1 = fopen ("2.ppt", "ab+"); if (NULL == fp1) { perror ("fopen"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; // feof 判断是否读到文件结尾，如果读到文件结尾，它返回一个非0 的值 int ret; while(1) { int c = fgetc (fp); if (EOF == c) { break; } fputc (c, fp1); } fclose (fp); fclose (fp1); return 0;}// 数据获取/***************************************************************/typedef struct student{ int id; char name[20];}STU;void write_data(STU* a, int len){ FILE* fp = fopen ("student", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return; } // 要写入个数 fwrite (&len, sizeof(int), 1, fp); int i; for (i = 0; i < len; i++) { // 写入数据长度 len = sizeof(a[i]); fwrite (&len, sizeof(int), 1, fp); // 写入数据 fwrite (&a[i], sizeof(STU), 1, fp); } fclose (fp);}// 读取数据void read_data(){ FILE* fp = fopen ("student", "ab+"); if (NULL == fp) { perror ("fopen"); return; } // 读记录的个数 int count; fread (&count, sizeof(int), 1, fp); printf ("记录个数是:%d\n", count); int i; STU tmp; for (i = 0; i < count; i++) { int len; fread (&len, sizeof(int), 1, fp); // 读取数据 fread (&tmp, len, 1, fp); printf ("id = %d, name = %s\n", tmp.id, tmp.name); } fclose (fp);}int main4(){ int i; STU a[20]; for (i = 0; i < 20; i++) { a[i].id = i; sprintf (a[i].name, "zhang%d", i); } int len = sizeof(a)/sizeof(a[0]); // 写数据 write_data(a, len); // 读数据 read_data(); return 0;}/***************************************************************/// openint main5(){ close(1); // 打开一个文件 int fd = open ("test.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR); // int fd = open("test.txt", O_RDONLY); if (-1 == fd) { printf ("打开文件失败\n"); perror ("open"); printf ("%s\n", strerror(errno)); } printf ("fd = %d\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); printf ("asdadsafsfkj\n", fd); // fflush(stdout); close(fd); return 0;}// read/***************************************************************/int main6(){ int fd = open ("BTree.c", O_RDONLY, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } // 缓冲区 char buf[SIZE] = {0}; ssize_t ret = read (fd, buf, SIZE-1); if (-1 == ret) { perror ("read"); } // 返回值为0 代表读到文件结尾 if (0 == ret) { printf ("文件读取结束\n"); } printf ("len = %d\n", strlen(buf)); printf ("读到%d字节：%s\n", ret, buf); return 0;}// 缓冲区覆盖问题int main7(){ int fd = open ("BTree.c", O_RDONLY, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; while(1) { ssize_t ret = read (fd, buf, SIZE-1); if (-1 == ret) { perror ("read"); } // 返回值为0 代表读到文件结尾 if (0 == ret) { printf ("文件读取结束\n"); break; } // printf ("len = %d\n", strlen(buf)); // printf ("读到%d 字节： %s\n", ret, buf); printf ("%s", buf); } return 0;}// 读取数据之前清空缓冲区int main8(){ int fd = open ("BTree.c", O_RDONLY, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; while(1) { memset (buf, 0, SIZE); // 清空缓冲区 ssize_t ret = read (fd, buf, SIZE-1); if (-1 == ret) { perror ("read"); } if (0 == ret) { printf ("文件读取结束\n"); break; } printf ("%s", buf); } return 0;}// 每次读完数据之后讲下一个字节置为'\0';int main9(){ int fd = open ("BTree.c", O_RDONLY, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; while(1) { ssize_t ret = read (fd, buf, SIZE-1); if (-1 == ret) { perror ("read"); } if (0 == ret) { printf ("文件读取结束\n"); break; } buf[ret] = '\0'; printf ("%s", buf); } return 0;}// 读一个完整的大数据int main10(){ int fd = open ("BTree.c", O_RDONLY, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; char* p = buf; int count = SIZE - 1; // 每次要读的数据个数 ssize_t ret =0; while (ret = read (fd, p, count)) { // 出错 if (-1 == ret) { if (errno == EAGAIN || errno == EINTR) { continue; } break; } printf ("sfjsfsjfs\n"); // 读完 if (ret == count) { break; } count -= ret; // 下一次要读的数据 p += ret; } printf ("len = %d\n", strlen(buf)); // printf ("%s\n", buf); return 0;}/***************************************************************/// writeint main11(){ int fd = open ("abc", O_WRONLY|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open"); return -1; } char buf[SIZE] = {0}; while(1) { fgets (buf, SIZE, stdin); if (0 == strncmp ("end", buf, 3)) { break; } ssize_t ret = write (fd, buf, strlen(buf)); if (-1 == ret) { perror ("write"); } printf ("要写的字节数：%d，实际写的字节数：%d\n", SIZE, ret); } close(fd); return 0;}// 文件复制int main12(){ // 打开要读的文件 int fd1 = open ("1.ppt", O_RDONLY); if (-1 == fd1) { perror ("open fd1"); return -1; } int fd2 = open ("2.ppt", O_WRONLY|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd2) { perror ("open fd2"); return -1; } int ret = 0; char buf[SIZE] = {0}; while (ret = read (fd1, buf, SIZE)) { if (-1 == ret) { perror("read"); break; } write (fd2, buf, ret); } printf ("文件复制完成\n"); close (fd1); close (fd2); return 0;}// lseekint main13(){ // 打开要读的文件 int fd = open ("abc2", O_RDWR|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open fd1"); return -1; } // 设置这个文件的偏移指针 lseek (fd, 20, SEEK_SET); char* buf = "hello"; write (fd, buf, strlen(buf)); close (fd); return 0;}// 创建一个大文件int main14(){ // 打开要读的文件 int fd = open ("big", O_RDWR|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open fd1"); return -1; } // 设置这个文件的偏移指针到1G处 lseek (fd, 1024*1024*1024, SEEK_SET); char* buf = "hello"; write (fd, "a", 1); close (fd); return 0;}// printf缓冲int main15(){ while(1) { printf ("a"); usleep (2000); } return 0;}// 文件偏移指针测试1int main16(){ // 打开要读的文件 int fd = open ("big", O_RDWR|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd) { perror("open fd1"); return -1; } printf ("%d\n", fd); // 设置这个文件的偏移指针到1G处 lseek (fd, 20, SEEK_SET); printf ("等待2些数据\n"); getchar(); char* buf = "hello"; write (fd, "a", 1); getchar(); close (fd); return 0;}// 文件偏移指针测试2int main17(){ // 打开要读的文件 int fd1 = open ("abc", O_RDWR|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd1) { perror ("open fd1"); return -1; } printf ("abc fd = %d\n", fd1); int fd = open ("big", O_RDWR|O_CREAT, 0777); if (-1 == fd) { perror ("open fd"); return -1; } printf ("bif fd = %d\n", fd); // 设置这个文件的偏移指针到 1G处 lseek (fd, 10, SEEK_SET); char *buf = "12345"; write (fd, buf, strlen(buf)); getchar(); close (fd); return 0;}/***************************************************************/// 随机分组// 函数功能：互换void swap (int* a, int i, int j){ int tmp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = tmp;}// 函数功能：打印void printA (int* a, int len){ int i; for (i = 0; i < len; i++) { if (0 == i % 4) { printf ("\n"); } printf ("%4d", a[len-i-1]); } putchar ('\n');}int main18(){ srand ((unsigned int)time(NULL)); int a[40]; int i; int len = 40; for (i = 0; i < 40; i++) { a[i] = i; } for (i = len-1; i > 0; i--) { int index = rand() % (i+1); // 获取随机数 swap (a, index, i); // 将获得的数和最后一个互换 } printA (a, len); return 0;}/***************************************************************/阅读全文
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