嵌入式软件开发培训笔记——linux标准I/O库

一、文件与目录

    1、文件概念：一组相关数据的有序集合

    2、文件按类型分类：常规文件（ASCII码文件、二进制的文件）、目录、字符设备、块设备、有名管道、套接口、符号链接

    3、获取文件/目录的属性信息：stat()/fstat()/lstat()

二、标准I/O

    1、介绍

        除了UNIX，在其他很多OS上也都实现了标准I/O库

        由ANSI C标准说明

        使用用户不必关心如何选择合适的块长度

        在系统调用函数基础上构造，便于用户使用

        标准I/O库及stdio.h头文件为底层I/O系统调用提供了一个通用的接口。

    2、流和FILE对象

        FILE指针：每个被使用的文件都在内存中开辟一个区域，用来存放文件信息，这些信息被保存在一个由系统定义的结构体中，该结构体取名为FILE。

        流：所有的I/O操作仅是简单的从程序移进或者移出，这种字节流，就称为流。有文本流和二进制流两种。

    3、文件缓存分类

        全缓存（fflush强制刷新一个流）、行缓存（\n或遇到一个终端时）、不带缓存（stderr）

    4、stdin、stdout、stderr预定义的3个流，自动为进程所使用。

    5、打开标准I/O流：fopen、freopen、fdopen，常用fopen

    6、关闭标准I/O流：fclose

    7、读写流结束判定：feof

    8、读一个字符：getchar()等同于getc(stdin)、fgetc

    9、输入一行-行I/O：gets、fgets

    10、输出一行-行I/O：puts、fputs

    11、读写流-二进制I/O：fread、fwrite

    12、定位I/O流：ftell(当前位置)、fseek(设置位置)、fgetpos、fsetpos、rewind(设置流位置为文件开始)

二、文件I/O（不带缓冲）

    1、文件描述符

        顺序分配的非负整数

        用以标识一个特定进程正在访问的文件

        其他资源(socket、pipe等)访问标识

    2、标准输入、标准输出、标准出错由shell默认打开，分别为0/1/2

    3、出错处理：strerror()、perror()

    4、打开或者创建一个文件：open()/creat()

    5、关闭一个打开的文件：close()

    6、读一个文件：read()

    7、写一个文件：write()

    8、文件定位：lseek()

三、系统调用和库函数

    1、系统调用

        用户空间进程访问内核的接口

        把用户从底层的硬件编程中解放出来

        极大的提高了系统的安全性

        使用户程序具有可移植性

    2、库函数

        库函数为了实现某个功能而封装起来的API集合

        提供统一的编程接口，更加便于应用程序的移植

四、I/O模型比较与区别

    1、比较

I/O模型

文件I/O

标准I/O

缓冲方式

非缓冲I/O

缓冲I/O

操作对象

文件描述符

流(FILE *)

打开

open()

fopen()/freopen()/fdopen()

读

read()

fread()/fgetc()/fgets()...

写

write()

fwrite()/fputc()/fputs()...

定位

lseek()

fseek()/ftell()/rewind()/fsetpos()/fgetpos()

关闭

close()

fclose()

    2、fopen和open的对应关系

fopen("filepath", "r");

open("filepath", O_RDONLY);

fopen("filepath", "r+");

open("filepath", O_RDWR);

fopen("filepath", "w");

open("filepath", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);

fopen("filepath", "w+");

open("filepath", O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);

fopen("filepath", "a");

open("filepath", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666);

fopen("filepath", "a+");

open("filepath", O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 0666);

    3、文件I/O vs 标准I/O

文件I/O

标准I/O

直接映射系统调用

封装了系统调用

操作对象是文件描述符

操作对象是FILE

用户态不带缓冲

用户态带缓冲

基本原语，使用相对麻烦但灵活

封装函数，便于使用但不灵活

五、静态库与动态库的分析

    1、静态库

    libpr.a是一个静态库  

    

    2、动态库（多-fPIC参数）

    

    此时运行a.out报错，需指定库文件的路径  

    2.1、在执行的时候如何定位共享库文件

        当系统加载可执行代码时，能够知道其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统动态载入器(dynamic linker/loder)。

        对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*来完成的，它先后搜索elf文件的DT_RPATH段--->环境变量LD_LIBRARY_PATH

--->/etc/ld.so.cache文件列表--->/lib/，/usr/lib目录找到库文件后将其载入内存。

        方法1：放入/lib目录下     sudo cp ***.so /lib

        方法2：

        方法3：/etc/ld.so.cache见uboot录像6（不常用）

六、man手册

    1、man 函数分册一共有7册

    2、用法：man -f 函数名或命令名