linux文件操作笔记

    最近在复习文件操作以及文件系统的基础知识，将其整理成笔记，以后看的时候更方便些。

  首先，说说文件，什么是文件？在linux中，文件是一种线性的字节流。这些字节对于操作系统来说并不重要，但是对用户而言却是至关重要的。这么说其实还是有点泛泛的，但是目前只要知，道就可以了，先不去深究。文件主要内容包括两方面：文件本身所包含的数据和文件的属性；其中文件的属性也称作元数据，包括文件的大小、所有者、访问权限、创建日期等等。

  在linux中，一切皆为文件。因此，目录也是一种文件，称为目录文件。文件被组织成多级目录系统。目录包含文件，用来维护文件系统的结构。目录文件的内容是该目录的目录项，而目录项则是该目录下的文件和目录的相关信息。一般的linux发行版中都包含如下目录：

1 /bin    用于存放普通用户可执行的命令，如ls,cp,mkdir等等；

2 /boot   存放linux内核以及系统启动时所需的文件(为了保证文件的启动更加安全可靠，常常吧该目录存放在独立的分区)；

3 /dev    该目录下存放设备文件的相关信息；

4 /etc    用于存放系统的配置文件，比如说用户账号以及密码信息存放于配置文件/etc/password和/etc/shadow中；

5 /home   是普通用户的主目录；

6 /lib    该目录下存放各种库文件；

7 /proc   这是个虚拟文件系统，只有当系统运行时才存在；，它里面包含了一些目录和虚拟文件，通过访问该目录下的文件，可以获取系统的状态信息并修改某些系统的配置信息。在shell下输入man proc可以获得关于proc的详细信息；

8 /root   这是超级用户root的主目录；

9 /sbin   存放用于管理系统的命令；

10 /tmp    这是个临时文件目录，用于存放系统或程序产生的临时文件；

11 /usr    该目录下存放系统的应用程序及相关文件；

12 /var    用于存放系统中经常变化的文件，比如日志文件、用户邮件等等。

接下来将常用的文件操作相关的函数一一道来：

(1)open函数

    open系统调用用来打开一个或者创建一个文件，在shell下输入“man 2 open”可以获得还函数的原型：

    #include >

    #include >

    #include >

    int open(const char *pathname, int flags);

    int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

其中第一个参数pathname是要打开的文件或者要创建的含路径的文件名，第二个参数flags表示打开文件的方式。flags的取值：

O_RDONLY 以只读方式打开文件；

O_WRONLY 以只写方式打开文件；

0_RDWR 以可读可写方式打开文件。

O_CREAT 若文件不存在则自动建立该文件，只有此时，才需要用到第三个参数mode，以说明新文件的存取权限；

O_EXCL 若O_CREAT已经被设置，此指令会去检查文件是否存在。若文件不存在则创建该文件，若文件存在则导致打开文件出错；

O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开，此时标志会将文件长度清零，即原文件中保存的数据将丢失，但文件的属性保持不会变；

O_APPEND 所写入的数据会以追加的方式加入到文件后面；

O_SYNC 以同步的方式打开文件，任何文件的修改都会阻塞直到物理磁盘上的数据同步以后才返回；

O_NOFOLLOW 若参数pathname所指的文件为一个符号链接，则会令文件打开失败；

O_NONBLOCK或O_NDELAY 以非阻塞的方式打开文件，对于oen以及随后的对该文件的操作，都会立即返回。

    注：当且仅当第二个参数使用了O_CREAT时，需要使用第三个参数mode来说明文件的存取权限。值得一提的是新文件的实际存取权限是moode与umask按照(mode&~umask)运算以后的结果。

    成功调用open会返回一个文件描述符，若有错误发生返回-1，并把错误代码赋给errno。

(2)creat函数

    可以通过creat系统调用开创建一个新文件，在shell下输入“man 2 creat”获取该函数原型：

    #include >

    #include >

    #include >

    int creat(const char *pathname, mode_t mode);

其中第一个参数pathname是要打开或者要创建的文件名，若pathname指向的文件不存在，则创建一个新文件；若pathname创建的文件存在，则创建的新文件覆盖原来的文件。mode与open函数中的相同。

    成功调用creat会返回一个文件描述符，若有错误发生返回-1，并把错误代码赋给errno。

    注：creat只能以只写的方式打开创建的文件，它无法创建设备文件，设备文件的创建要使用mknod.

(3)close函数

close系统调用用来关闭一个已经打开的文件，在shell下输入“man 2 close”获取其原型：

    #include

    int close(int fd);

close函数只有一个参数，此参数表示需要关闭的文件的文件描述符，该文件描述符是由open或creat函数得到的。调用creat成功时返回0，发生错误时返回-1并设置错误代码。

    注：close函数调用成功时并不保证数据能全部协会硬盘。

(4)read函数

read系统调用用来从打开的文件中读取数据，在shell下输入“man 2 read”获得其原型：

    #include

    ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

含义：从文件描述符fd所指的文件中读取count个字节的数据到buf所指向的缓存中。若参数count为0，则read()不会读取数据，只返回0。返回值表示实际读取到的字节数，若返回0，表示已到达文件末尾或者无数据可读。文件读写指针会随着读取到的字节移动。若read()顺利返回实际读取到的字节数最好能将返回值与参数count做比较。当有错误发生时返回-1，错误代码存放在errno中。

(5)write函数

write系统调用用来将数据写入到已经打开的文件中，在shell下输入“man 2 write”获取到其函数原型：

    #include

    ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

含义：将buf所指向的缓冲区中的count个字节数据写入到由文件描述符fd所指向的文件中。若调用成功，write()会返回写入的字节数，当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。

(6)lseek函数

lseek系统调用用来移动文件读写指针的位置，在shell下输入“man 2 lseek”获取其函数原型：

    #incldue

    #include

    off_t lseek(int fildes,off_t offset, int whence);

每个已经打开的文件都有一个读写位置，当打开文件时通常读写位置是指向文件开头的，若是以添加的方式打开一个文件(调用open时使用了O_APPEND)，则读写位置会指向文件末尾。当调用read()或者write()时,读写位置会随之增加，lseek()便用来控制该文件的读写位置。参数fildes为已经打开的文件描述符，参数offset为根据参数whence来移动读写位置的位移数。参数whence有如下三种取值：

① SEEK_SET 从文件开始处计算偏移量，文件指针到文件开始处的距离为offset；

② SEEK_CUR 从文件指针的当前位置开始计算偏移量，文件指针值等于当前指针值加上offset的值。offset允许取负值；

③ SEEK_END 从文件结尾处开始计算偏移量，文件指针的值等于当前指针的值加上offset的值。offset允许取负值。

lseek的雨中常用方法：

① lseek(int fildes, 0, SEEK_END);/*将文件读写指针移到文件开头*/

② lseek(int fildes, 0, SEEK_CUR);/*将文件读写指针移到当前位置*/

③ lseek(int fildes, 0, SEEK_END);/*将文件读写指针移到文件末尾*/

    注：linux不允许lseek()对tty设备进行操作。对于普通文件，其偏移量必须是非负值，lseek仅仅将当前的文件偏移量记录在内核中，并不引起任何的I/O操作。

(7)rename函数

rename系统调用用来修改文件名或者文件的位置，在shell下输入“man 2 rename”获取其函数原型：

    #include

    int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

含义：rename会将参数oldpath所指定的文件名改为参数newpth所指定的文件名称。若newpah所指定的文件已经存在，则原文件会被删除。执行成功返回0，有错误发生时返回-1，错误代码存入errno中。

(8)文件的删除函数

    其实文件的删除可以用unlink系统调用，目录文件的删除则需要使用rmdir系统调用。而一个普通的既能删除文件又能删除目录的系统调用是remove，remove系统调用实际上是在其内部封装了unlink和rmdir,当需要删除的是文件时，调用unlink;当需要删除的是目录时，调用rmdir，在shell下输入“man 2 unlink”和“man 2 remove”获取它们的函数原型：

    #include

    int unlink(cont char *pathname);

    int remove(const char *pathname);

remve实际上封装了unlink，unlink系统调用实现从文件系统上删除一个文件。若文件的链接数为0，且没有进程打开这个文件，则文件被删除并且其占用的磁盘空间被释放。若文件的链接数为0，但是有进程打开了这个文件，则文件暂时不能被删除，直到所有打开该文件的进程都结束才能删除该文件，利用这点可以确保即使程序崩溃，它所创建的临时文件也不会遗留下来。若参数pathname指向一个链接文件，则该链接文件被删除。若参数pathname指向一个符号链接，则该链接被删除。若参数pathname指向一个socket文件、FIFO或者设备文件时，该名字被删除，但已经打开这些文件的进程仍然可以使用这些特殊文件。