在Linux中，為了保護(hù)內(nèi)核空間，將程序的運(yùn)行空間分為內(nèi)核空間和用戶空間，（內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)），他們運(yùn)行在不同的級別上，在邏輯上是相互隔離的，因此用戶進(jìn)程在通常情況下不允許訪問內(nèi)核數(shù)據(jù)，也無法使用內(nèi)核函數(shù)，他們只能在用戶空間操作用戶數(shù)據(jù)，調(diào)用用戶空間的函數(shù)，操作系統(tǒng)為用戶提供了兩個(gè)接口：

1.一個(gè)是用戶編程接口API，用戶利用這些操作命令來組織和控制任務(wù)的執(zhí)行或管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，

2.另一個(gè)接口是系統(tǒng)調(diào)用，編程人員使用系統(tǒng)調(diào)用來請求操作系統(tǒng)提供服務(wù)。

系統(tǒng)調(diào)用包括：

進(jìn)程控制、

文件系統(tǒng)控制、

系統(tǒng)控制、

內(nèi)存管理、

網(wǎng)絡(luò)管理、

socket控制、

用戶管理、

進(jìn)程間通信8個(gè)模塊

Linux中文件分為4種，

普通文件、目錄文件、鏈接文件、設(shè)備文件

要區(qū)分這些文件就要了解“文件描述符”

文件描述符是一個(gè)非負(fù)的整數(shù)，他是一個(gè)索引值，并指向內(nèi)核中每個(gè)進(jìn)程打開文件的記錄表。當(dāng)打開一個(gè)現(xiàn)存文件或創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，內(nèi)核就向進(jìn)程返回一個(gè)文件描述符，當(dāng)需要讀/寫文件時(shí)，也需要把文件描述符作為參數(shù)傳遞給相應(yīng)的函數(shù)。

通常，一個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，都會打開3個(gè)文件，標(biāo)準(zhǔn)輸入，標(biāo)準(zhǔn)輸出，標(biāo)準(zhǔn)出錯(cuò)處理，這3個(gè)文件描述符為0、1和2

也就是宏替換STDIN_FILENO

STDOUT_FILENO

STDERR_FILENO

基本I/O操作

Linux的輸入/輸出（I/O）操作，通常為5個(gè)方面：

打開，讀取，寫入，定位，和關(guān)閉

對應(yīng)的有5個(gè)系統(tǒng)調(diào)用：

open,read,write,lseek,close

這5個(gè)函數(shù)也稱為不帶緩沖區(qū)的I/O操作，程序員可以直接操作硬件，其原型如下：

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<fcntl.h>

#include<unistd.h>

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

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

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

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

int close(int fd)

1.open函數(shù)

open函數(shù)的原型如下：

int open(const char *pathname, int flags)

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

函數(shù)傳入?yún)?shù)含義如下：

pathname:為字符串，表示被打開的文件名稱，可以包含路徑。

flags：為一個(gè)或多個(gè)標(biāo)志，表示文件的打開方式，常用標(biāo)志如表所示：

O_RDONLY 只讀方式打開

O_WRONLY 只寫方式打開

O_RDWR　　讀/寫方式打開

O_CREAT 如果文件不存在，就創(chuàng)建新的文件

O_EXCL 如果使用O_CREAT時(shí)文件存在，則可返回錯(cuò)誤消息

O_TRUNC　　如果文件已存在，且以只讀或只寫成功打開，則先全部刪除文件中原有的數(shù)據(jù)

O_APPEND　　以添加方式打開文件，在打開文件的同時(shí)，文件指針指向文件的末尾、

注意：在open函數(shù)中，flags參數(shù)可以用過“|”組合而成，O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR這三種方式是互斥的，不可同時(shí)使用，因此這3個(gè)參數(shù)只能出現(xiàn)一個(gè)。

mode 被打開文件的存取權(quán)限模式，可以使用八進(jìn)制數(shù)來表示新文件的權(quán)限，也可以采用<sys/stat.h>中定義的符號常量，當(dāng)打開已有文件時(shí)，將忽略這個(gè)參數(shù)，函數(shù)返回值：成功則返回文件描述符，出錯(cuò)返回-1。

文件模式符號常量：

S_IRWXU　　00700 　　 所屬用戶讀。寫和執(zhí)行權(quán)限

S_IRUSR　　 00400　　 所屬用戶讀權(quán)限

S_IWUSR　　 00200　　 所屬用戶寫權(quán)限

S_IXUSR 　　 00100　　 所屬用戶執(zhí)行權(quán)限

S_IRWXG　　 00070　　 組用戶讀，寫和執(zhí)行權(quán)限

S_IRGRP　　00040　　 組用戶讀權(quán)限　

S_IWGRP 　　00020　　組用戶寫權(quán)限

S_IXGRP　　 00010　　組用戶執(zhí)行權(quán)限

S_IRWXO　　00007　　其他用戶讀，寫和執(zhí)行權(quán)限

S_IROTH　　00004　　其他用戶讀權(quán)限

S_IWOTH　　00002　　其他用戶寫權(quán)限

S_IXOTH　　00001　　其他用戶執(zhí)行權(quán)限

2.read和write函數(shù)

函數(shù)原型如下：

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

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

函數(shù)傳入?yún)?shù)含義如下：

fd 文件描述符

buf 指定存儲器獨(dú)處數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)

count 指定讀出或?qū)懭氲淖止?jié)數(shù)

函數(shù)返回值：如果發(fā)生錯(cuò)誤，那么返回值為-1，同時(shí)設(shè)置errno變量為錯(cuò)誤代碼，如果操作成功，則返回值是實(shí)際讀取或?qū)懭氲淖止?jié)數(shù)，這個(gè)字節(jié)數(shù)可能小于要求的字節(jié)數(shù)count，對于讀操作而言，當(dāng)文件所剩的字節(jié)數(shù)少于count時(shí)，就會出現(xiàn)這種情況，而對于寫操作來說，當(dāng)磁盤已滿或者某些別的問題時(shí)，也會出現(xiàn)這種情況。

由于每次讀/寫的字節(jié)數(shù)是可以設(shè)定的，即使每次讀取或?qū)懭胍蛔止?jié)也是可以的，但是在數(shù)據(jù)量比較大時(shí)，這樣做會比一次讀取大塊數(shù)據(jù)付出的代價(jià)高很多，因此在使用這2個(gè)函數(shù)時(shí)應(yīng)該盡量采取塊讀/寫的方式，提高I/O的效率。

3.close函數(shù)

當(dāng)使用完文件時(shí)可以使用close關(guān)閉文件，close會讓緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫回磁盤，并釋放文件所占的資源，close的原型如下：

int close(int fd)

函數(shù)傳入?yún)?shù)：fd文件描述符

函數(shù)返回值：若文件順利關(guān)閉則返回0，發(fā)生錯(cuò)誤則返回-1，并置errno,通常文件在關(guān)閉時(shí)出錯(cuò)是不常見的，但也不是不可能的情況，他別是在關(guān)閉通過網(wǎng)絡(luò)訪問的文件時(shí)就會出現(xiàn)這種情況。

/***fileio.c***/#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include<stdio.h>int main(void){int fd,size;char s[] = "This program is used to show how to use open(),write(),read()function.\nHave fun!\n";char buffer[80];/*以可讀/寫方式打開一個(gè)文件，如果不存在則創(chuàng)建該文件*/fd = open("temp.log", O_WRONLY | O_CREAT);if( -1 == fd ){printf("Open or create file named\"temp.log\"failed.\n");return -1;}write( fd, s, sizeof(s) );/*向該文件中寫入一個(gè)字符串*/close(fd);fd = open("temp.log", O_RDONLY );if(-1 == fd ){printf("Open ifle named\"temp.log\"failed.\n");return -1;}/*讀取文件內(nèi)容保存到buffer指定的字符串?dāng)?shù)組中，返回讀取的字符個(gè)數(shù)*/size = read( fd, buffer, sizeof(buffer) );close( fd );printf("%s",buffer);return 0;}

2.7.3 標(biāo)準(zhǔn)I/O操作