Linux-文件操作（open、write、read、close、iotcl）

首先，介绍一下linux环境下简单c程序的执行与运行，就以HelloWorld为例。

1. 建立并编写一个.c文件。
   命令：touch helloWorld.c
   编写文件内容：vim helloWorld.c(当然，也可以用emacs，个人不喜欢emacs)
   文件中的内容：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){  printf("Hello World!\n");  exit(0);}

1. 编译运行。
   编译命令：gcc -o helloWorld helloWorld.c
   运行命令：./helloWorld
   结果：

以上就是一个简单的linuc c程序的建立与运行，非常简单，下面来学习linux c中关于文件的操作。

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首先分析以下常用的文件路径

• 应用程序
  系统提供的应用程序的路径一般在/usr/bin或/usr/local/bin中

• 头文件
  基本头文件在/usr/include，附加头文件一般在/usr/include/sys或/usr/include/linux中。
  使用gcc -I的选项可以引入不在默认路径中的头文件。
  例如：$gcc -I /usr/openwin/include hello.c

• 库文件
  标准库文件一般在/lib或/usr/lib
  库文件可以分为静态库(.a)和共享库(.so)
  库文件的命名规范：以lib开头，后面部分指明库功能，后缀名说明库类型。
  gcc的-l选项可以指定要搜索的库文件，-L选项指定库路径。
  例如：gcc -o hello hello.c /usr/lib/libm.a
  gcc -o hello hello.c -lm
  gcc -o hello hello.c -L .usr/lib -l /usr/temp/lib/x.a

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文件路径介绍完，正式进入文件的操作！！
系统调用的概念：
Linux只需要少量函数就可以实现对文件和设备的访问和控制，这些函数被成为系统调用。
系统调用由Linux系统直接提供，是通向操作系统自身的接口。
Linux系统提供5个系统调用：open,write,read,close,iotcl
硬件的特有功能一般通过系统调用iotcl来完成。

• write系统调用
  系统调用原型：

#include <unistd.h>size_t write(int fildes,const void *buf,size_t nbytes);

功能详解：将缓冲区buf的前nbytes个字节写入文件描述符fildes关联的文件中，返回实际写入的字节数（如果fildes大小不够或者有错返回将小于nbytes，返回0表示未写入任何数据，返回-1表示写入过程错误）
例子：

#include <unistd.h>#include <stdlib.h>int main(){    if((write(1,"Here is some data\n",18)) != 18)        write(2,"A write error has occurred on file descriptor 1\n",46);    exit(0);}

• read系统调用
  系统调用原型：

#include <unistd.h>size_t read(int fildes,void *buf,size_t nbytes);

功能详解：
从文件描述符fildes关联的文件中读入nbytes个字节，并放入缓冲区buf中，返回实际读入的字节数（有可能小于nbytes，返回0表示未读入任何数据或者已经到文件尾，返回-1表示错误）。
例子：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>int main(){   char buffer[128];   int nread;   nread = read(0, buffer, 128);   if(nread == -1)       write(2,"A read error has occurred\n",26);   if((write(1,buffer,nread)) != nread)       write(2,"A write error has occurred\n",27);   printf("Hello\n");   exit(0);}

结果：

• open系统调用
  系统调用原型：

 #include <fcntl.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int open(const char *path,int oflags); int open(const char *path,int oflags,mode_t mode);

功能详解：
open系统调用创建一个新的文件描述符，如果调用成功将返回一个可以被read/write和其他系统调用使用的文件描述符。准备打开的设备或文件作为参数path传给函数，oflags参数用于指定文件打开所采取的动作。

• close系统调用和ioctl系统调用
  系统调用原型：

close:

#include <unistd.h>int close(int fildes);

ioctl:

#include <unistd.h>int ioctl(int fildes,int cmd,...);

例子：打开led灯

ioctl(tty_fd,KDSETLED,LED_NUM|LED_CAP|LED_SCR);

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结合使用例子：
1.文件复制

#include <unistd.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>int main(){    char c;    int in,out;    in = open("file.in",O_RDONLY);    out = open("file.out",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR);    while(read(in,&c,1) == 1)      write(out,&c,1);    exit(0);}

下面是优化的代码：

#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>int main(){    char block[1024];    int in,out;    int nread;    in = open("file.in",O_RDONLY);    out = open("file.out",O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR);    while((nread == read(in,block,sizeof(block))) > 0)       write(out,block,nread);    exit(0);}

优化的原理是，每次复制1个字符改为每次复制1024个字符。