linux文件读写API - 凌冬的个人博客

虚拟地址空间原理

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Linux 为每个运行程序（进程）操作系统都会为其分配一个 0 ~ 4G 的地址空间 (虚拟地址空间)

进程：正在运行的程序
Linux 下可执行文件格式: ELF
格式主要包含3个段
1. 其他段：
  1. 只读数据段
  2. 符号段
通过这一节，你应该知道，一个内存管理系统至少应该做三件事情：
- 第一，虚拟内存空间的管理，每个进程看到的是独立的、互不干扰的虚拟地址空间；
- 第二，物理内存的管理，物理内存地址只有内存管理模块能够使用；
- 第三，内存映射，需要将虚拟内存和物理内存映射、关联起来。

7_库函数与系统函数的关系

4_C库IO函数工作流程

linux 文件读写 API

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目录操作

目录操作 opendir readdir closedir

cpp 的 api

函数 open close read write lseek

文件描述符

文件描述符和进程的原理

5_pcb和文件描述符

每一个进程都有一个 PCB 【进程控制块】

进程控制块里面有一个文件描述符表
1. 文件描述符表是基于一个长度为 1024的数组俩实现的
  1. 前3个文件描述符分别是
```
1. 0 表示 表示输入
2. 1 表示标准输出
3. 2 表示标准错误输出
4. 其他的话待定
 	1. 一般就是 调用 open 函数 就会返回一个 fd
      	1. 这个 fd 就存在 PCB 的文件描述符表数组里面
```
  2. 前3个默认被占用，后面的是给系统打开文件的 api 存 fd 用
    - 每打开一个新文件就占用一个文件描述符【而且使用的是空闲的最小的一个文件描述符】

open函数解释

open/close
- 函数原型：
  - int open(const char* pathname, int flags);
  - int open(const char* pathname,int flags, mode_t mode);
  - 参数：
    - flags:
      - 必选项： O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR
      - 可选：
        
        创建文件： O_CREAT
        
        如果文件存在，返回 -1
        
        追加文件： O_APPEND
        
        文件截断： O_TRUNC
        
        设置非阻塞： O_NONBLOCK
    - mode
read
- 函数原型： ssize_t read(int fd,void* buf, size_t count);

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#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>


using namespace std;



int main(void) {


    int fd = -1;
    fd = open("app.txt",O_RDWR|O_CREAT, 0777);//读，写执行
    if (fd == -1 ) {
         puts("打开文件失败");
//        exit(1);
    }

    close(fd);
    puts("打开文件成功");


    return 0;
}




/*
-rwxrwxr-x 1 lyr lyr     0 Sep 24 22:20 app.txt

最后的结果其实是 775 不是 777
因为 他的结果其实是 mode & ~umask
这个是 linux 给的一个保护作用
umask 输出 其实是 0002
0002 + 775 = 777


*/

文件操作相关的函数

根据文件描述符来操作文件的状态 – #include <fcntl.h>

函数原型 int fcntl（int fd, int cmd）； int fcntl（int fd, int cmd, long arg）； int fcntl（int fd, int cmd, struct flock *lock）；

复制一个现有的描述符 – cmd F_DUPFD 获得／设置文件描述符标记 – cmd F_GETFD F_SETFD 获得／设置文件状态标记 – cmd F_GETFL 只读打开 O_RDONLY 只写打开 O_WRONLY 读写打开 O_RDWR 执行打开 O_EXEC 搜索打开目录 O_SEARCH 追加写 O_APPEND 非阻塞模式 O_NONBLOCK F_SETFL 可更改的几个标识 O_APPEND O_NONBLOCK 获得／设置异步I/O所有权 – cmd F_GETOWN F_SETOWN 获得／设置记录锁 – cmd F_GETLK F_SETLK F_SETLKW

阻塞读取终端数据

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#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

using namespace std;


int main(void) {
   #define N  45
   char buf[N];

   int n;
   n = read(STDIN_FILENO,buf, N);
   if( n< 0 ) {
        perror("read stdin_error");
        exit(1);
   }
   write(STDOUT_FILENO,buf, n);
   return 0;
}

非阻塞读取数据

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#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <cerrno>



using namespace std;
#define MSG_TRY  "try to read s:=\n"

int main(void) {
#define BufSize 10
    char buf[BufSize];
    int fd,n;
    //非阻塞读，没读取到数据，立刻返回
    fd = open("/dev/tty", O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    if (fd < 0)
    {
        perror(" open fail /dev/tty");
        exit(1);
    }
tryRead:
    n = read(fd, buf, BufSize);
    if ( n < 0 ) {
        if ( errno == EAGAIN) {
            sleep(3);
            write(STDOUT_FILENO, MSG_TRY, strlen(MSG_TRY));
            //重新读取数据
            goto tryRead;

        }
        perror("read /dev/tty");

    }

    write(STDOUT_FILENO,buf, BufSize);
    close(fd );



    return 0;
}

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