linux中，一切皆文件（网络设备除外）
硬件设备也“是”文件，通过文件来使用设备
目录（文件夹）也是一种文件
root：该目录为系统管理员(也称作超级管理员)的用户主目录。
bin：bin是Binary的缩写, 这个目录存放着最经常使用的命令。
boot：这里存放的是启动Linux时使用的一些核心文件，包括一些连接文件以及镜像文件。
dev：dev是Device(设备)的缩写, 该目录下存放的是Linux的外部设备，在Linux中访问设备的方式和访问文件的方式是相同的。
etc：所有的配置文件, 所有的系统管理所需要的配置文件和子目录都存放在这里。
home：用户的主目录，在Linux中，每个用户都有一个自己的目录，一般该目录名是以用 户的账号命名的。
var：存放着在不断变化的文件数据，我们习惯将那些经常被修改的目录放在这个目录下。 包括各种日志文件。
lib：这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库，其作用类似于Windows里的DLL文 件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。
usr：系统用户工具和程序 -- bin：用户命令 -- sbin：超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序。 -- include：标准头文件 -- lib：库文件 -- src：内核源代码
tmp：用来存放一些临时文件。
media：linux 系统会自动识别一些设备，例如U盘、光驱等等，当识别后，linux会把识别 的设备挂载到这个目录下。
mnt：临时挂载其他文件。 proc: 包含了进程的相关信息。
-
文件描述符 fd
是一个>=0的整数 每打开一个文件，就创建一个文件描述符，通过文件描述符来操作文件 预定义的文件描述符： 0：标准输入，对应于已打开的标准输入设备（键盘） 1：标准输出，对应于已打开的标准输出设备（控制台） 2 : 标准错误， 对应于已打开的标准错误输出设备（控制台） 多次打开同一个文件，可得到多个不同的文件描述符。
1） 使用底层文件操作（系统调用） 比如：read 可使用man 2 查看 2） 使用I/O库函数 比如：fread 可使用man 3 查看
write
(1) 用法man 2 write(2) 返回值
成功：返回实际写入的字节数 失败：返回 -1， 错误编号设置 errno 可用( strerror(errno) ) 查看注意：是从文件的当前指针位置写入！
文件刚打开时，文件的位置指针指向文件头
// main1.c
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main(void)
{
int len = 0;
char buff[] = "hello world\n";
len = write(1, buff, sizeof(buff));
if (len < 0)
{
printf("write to stdout failed. reason: %s\n", strerror(errno));
}
else
{
printf("write %d bytes.\n", len);
}
len = write(2, buff, sizeof(buff));
if (len < 0)
{
printf("write to stderr failed. reason: %s\n", strerror(errno));
}
return 0;
}
read
(1)用法man 2 read (2)返回值 大于0 : 实际读取的字节数 0 : 已读到文件尾 -1 ：出错 注意：参数3表示最多能接受的字节数，而不是指一定要输入的字节数 实例：main2.c 运行：# ./a.out /* 用户输入回车符时结束输入 */ # ./a.out < main.c /* 利用重定向， 使用文件main.c作为输入 */
// main2.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
char buffer[1024];
int cnt = 0;
cnt = read(0, buffer, sizeof(buffer));
write(1, buffer, cnt);
return 0;
}
open
(1) 用法main 2 open (2) 返回值 成功：文件描述符 失败：-1 (3) 打开方式 O_RDONLY 只读 O_WRONLY 只写 O_RDWR 读写 O_CREAT 如果文件不存在，则创建该文件，并使用第3个参数设置权限,如果文件存在 ，则只打开文件 ```javascript O_EXCL 如果同时使用O_CREAT而且该文件又已经存在时，则返回错误, 用途：以防止多个进程同时创建
同一个文件
O_APPEND 尾部追加方式（打开后，文件指针指向文件的末尾） O_TRUNC 若文件存在，则长度被截为0，属性不变 example: open("/dev/hello", O_RDONLY|O_CREAT|O_EXCL, 0777) (4) 参数3 (设置权限） 当使用O_CREAT时，使用参数3 S_I(R/W/X)(USR/GRP/OTH) 例： S_IRUSR | S_IWUSR 文件的所有者对该文件可读可写 (八进制表示法)0600 文件的所有者对该文件可读可写 注意： 返回的文件描述符是该进程未打开的最小的文件描述符
// open_demo.c
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE_RW_LEN 1024
int main(void)
{
int fd = 0;
int count = 0;
char buffer[FILE_RW_LEN] = "I 'm Martin.";
fd = open("./martin.txt", O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND | O_TRUNC, S_IRWXU | S_IRGRP | S _IXGRP | S_IROTH);
// fd = open("./martin.txt", O_CREAT|O_EXCL|O_RDWR, S_IRWXU|S_IRGRP|S_IXGRP|S _IROTH);
if (fd < 0)
{
printf("open file martin.txt failed. reason: %s\n", strerror(errno));
exit(-1);
}
count = write(fd, buffer, strlen(buffer));
printf("written: %d bytes.\n", count);
close(fd);
}
close
(1) 用法man 2 close 终止指定文件描述符与对应文件之间的关联， 并释放该文件描述符，即该文件描述符可被重新使用(2）返回值
成功： 0 失败： -1实例：
使用read/write实现文件复制 close_demo.c
// close_demo.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define FILE1_NAME "file1.txt"
#define FILE2_NAME "file2.txt"
int main(void)
{
int file1, file2;
char buffer[4096];
int len = 0;
file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
if (file1 < 0)
{
printf("open file %s failed\n, reason: %s\n", FILE1_NAME, strerror(errno));
exit(-1);
}
file2 = open(FILE2_NAME, O_CREAT | O_WRONLY, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (file2 < 0)
{
printf("open file %s failed\n, reason: %s\n", FILE2_NAME, strerror(errno));
exit(-1);
}
while ((len = read(file1, buffer, sizeof(buffer))) > 0)
{
write(file2, buffer, len);
}
close(file2);
close(file1);
return 0;
}观察耗时 ./a.out time ./a.out
补充：time命令
time命令分别输出:
real - 程序总的执行时间、
usr - 该程序本身所消耗的时间、
sys - 系统调用所消耗的时间
lseek
(1) 用法man 2 lseek(2) 返回值
成功：返回新的文件位置与文件头之间偏移 失败： -1实例：从文件偏移量100的位置拷贝100个字节到另一个文件
lseek_demo.c
// lseek_demo.c
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define FILE1_NAME "lseek_demo.c"
#define FILE2_NAME "lseek_demo_2.c"
#define SIZE 100
int main(void)
{
int file1, file2;
char buffer[1024];
int ret;
file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
if (file1 < 0)
{
printf("open file %s failed\n", FILE1_NAME);
exit(-1);
}
file2 = open(FILE2_NAME, O_WRONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (file2 < 0)
{
printf("open file %s failed\n", FILE2_NAME);
exit(-1);
}
// file size
ret = lseek(file1, 0, SEEK_END);
printf("file size: %d\n", ret);
ret = lseek(file1, 100, SEEK_SET);
printf("lseek ret: %d\n", ret);
ret = read(file1, buffer, SIZE);
if (ret > 0)
{
buffer[ret] = '\0';
printf("read[%d]: %s\n", ret, buffer);
write(file2, buffer, SIZE);
}
close(file1);
close(file2);
return 0;
}
ioctl
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。是设备驱动程序中设备控制接口函数,用来控制设备.函数名: ioctl
功 能: 控制I/O设备
用 法: int ioctl(int fd, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
参数：fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd是用户程序对设备的控制命令，后面是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。
直接使用系统调用的缺点 (1) 影响系统性能 系统调用比普通函数调用开销大 因为，频繁的系统调用要进行用户空间和内核空间的切换 (2) 系统调用一次所能读写的数据量大小，受硬件的限制
解决方案: 使用带缓冲功能的标准I/O库（以减少系统调用次数）
/* C语言中的文件操作中已描述 */
1) fwrite
2) fread
3) fopen
4) fclose
5) fseek
6) fflush/proc是一个特殊的文件系统， 该目录下文件用来表示与启动、内核相关的特殊信息
1) /proc/cpuinfo
CPU详细信息
2) /proc/meminfo
内存相关信息
3) /proc/version
版本信息
4) /proc/sys/fs/file-max
系统中能同时打开的文件总数
可修改该文件
5) 进程的相关信息
/proc/32689/ 表示指定进程（进程号为32689)的相关信息
6) /proc/devices
已分配的字符设备、块设备的设备号-
并发对文件I/O操作的影响
解决办法？2)文件锁
用法：man 2 fcntl 头文件：#include <unistd.h> #include <fcntl.h> 函数定义：int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); 参数： cmd 取值 F_GETLK, F_SETLK 和 F_SETLKW ,分别表示获取锁、设置锁和同步设置锁. 文件锁的表示 struct flock
// struct flock 结构体说明 struct flock { short l_type; /*F_RDLCK, F_WRLCK, or F_UNLCK */ off_t l_start; /*offset in bytes, relative to l_whence */ short l_whence; /*SEEK_SET, SEEK_CUR, or SEEK_END */ off_t l_len; /*length, in bytes; 0 means lock to EOF */ pid_t l_pid; /*returned with F_GETLK */ }; l_type: 第一个成员是加锁的类型：只读锁，读写锁，或是解锁。 l_start和l_whence: 用来指明加锁部分的开始位置。 l_len: 是加锁的长度。 l_pid: 是加锁进程的进程id。 举例： 我们现在需要把一个文件的前三个字节加读锁，则该结构体的l_type=F_RDLCK, l_start=0, l_whence=SEEK_SET, l_len=3, l_pid不需要指定，然后调用fcntl函数时， cmd参数使F_SETLK.
//
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define FILE_NAME "test.txt"
int flock_set(int fd, int type)
{
printf("pid=%d into...\n", getpid());
struct flock flock;
flock.l_type = type;
flock.l_whence = SEEK_SET;
flock.l_start = 0;
flock.l_len = 0;
flock.l_pid = -1;
fcntl(fd, F_GETLK, &flock);
if (flock.l_type != F_UNLCK)
{
if (flock.l_type == F_RDLCK)
{
printf("flock has been set to read lock by %d\n", flock.l_pid);
}
else if (flock.l_type == F_WRLCK)
{
printf("flock has been set to write lock by %d\n", flock.l_pid);
}
}
flock.l_type = type;
if (fcntl(fd, F_SETLKW, &flock) < 0)
{
printf("set lock failed!\n");
return -1;
}
switch (flock.l_type)
{
case F_RDLCK:
printf("read lock is set by %d\n", getpid());
break;
case F_WRLCK:
printf("write lock is set by %d\n", getpid());
break;
case F_UNLCK:
printf("lock is released by %d\n", getpid());
break;
default:
break;
}
printf("pid=%d out.\n", getpid());
return 0;
}
int main(void)
{
int fd;
fd = open(FILE_NAME, O_RDWR | O_CREAT, 0666);
if (fd < 0)
{
printf("open file %s failed!\n", FILE_NAME);
}
// flock_set(fd, F_WRLCK);
flock_set(fd, F_RDLCK);
getchar();
flock_set(fd, F_UNLCK);
getchar();
close(fd);
return 0;
}原文作者：我也要当昏君