Linux-笔记 应用编程函数总结

FU.l2024-05-25 12:55

之前一直没做总结，这里总结一下。

一、文件I/O

open

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
例子：
int fd;
fd = open("./test_kondon", O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL);

write

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
例子：
    int fd1, ret;
    char buffer[50] = "hello world";

    fd1 = open("/src_file", O_RDONLY);
    if (-1 ==  fd1) {
        printf("open src_file error");
        return -1;
    }
  

    ret = write(fd1, buffer, sizeof(buffer));
    if (ret == -1) {
        printf("Error: write dest_file failed!\n");
        goto err1;
    }

    ret = 0;

    close(fd1);
  


err1:
    close(fd1);

read

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/input.h>


int main(int argc, char **argv) {
    
    int fd1, ret;
    char buffer[1024];

    fd1 = open("/src_file", O_RDONLY);
    if (-1 ==  fd1) {
        printf("open src_file error");
        return -1;
    }
    

    ret = lseek(fd1, 500, SEEK_SET);
    if (-1 == ret)
        goto err1;

    ret = read(fd1, buffer, sizeof(buffer));
    if (-1 == ret) {
        printf("Error: read src_file filed!\n");
        goto err1;
    }


    ret = 0;

    close(fd1);


err1:
    close(fd1);
}

close

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

lseek

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
//SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END
例子：
int fd1, fd2, ret;
    char buffer[1024];

    fd1 = open("/src_file", O_RDONLY);
    if (-1 ==  fd1) {
        printf("open src_file error");
        return -1;
    }
    
    fd2 = open("/dest_file", O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL | S_IRWXU | S_IRGRP | S_IROTH);
    if (fd2 == -1) {    
        printf("open dest_file error");
        ret = -1;
        goto err1;
    }

    ret = lseek(fd1, 500, SEEK_SET);
    if (-1 == ret)
        goto err2;

    ret = read(fd1, buffer, sizeof(buffer));
    if (-1 == ret) {
        printf("Error: read src_file filed!\n");
        goto err2;
    }

    ret = lseek(fd2, 0, SEEK_SET);
    if (-1 == ret) {
        goto err2;
    }

    ret = write(fd2, buffer, sizeof(buffer));
    if (ret == -1) {
        printf("Error: write dest_file failed!\n");
        goto err2;
    }

    ret = 0;

    close(fd1);
    close(fd2);


err2:
    close(fd2);
err1:
    close(fd1);

perror

#include <stdio.h>
void perror(const char *s);
例子：

int fd;

/* 打开文件 */
fd = open("./test_file", O_RDONLY);
if (-1 == fd) {
    perror("open error");
    return -1;
}

close(fd);

return 0;

dup

#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
//复制文件描述符

dup2

#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);
//复制文件描述符

pread & pwrite

#include <unistd.h>
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t count, off_t offset);
//先调用lseek再read
ssize_t pwrite(int fd, const void *buf, size_t count, off_t offset);
//先调用lseek再write

fcntl

：fcntl()函数可以对一个已经打开的文件描述符执行一系列控制操作，譬如复制一个文件描述符（与 dup、dup2 作用相同）、获取/设置文件描述符标志、获取/设置文件状态标志等，类似于一个多功能文件描述符管理工具箱

  //fcntl()函数可以对一个已经打开的文件描述符执行一系列控制操作，譬如复制一个文件描述符（与 dup、dup2 作用相同）、获取/设置文件描述符标志、获取/设置文件状态标志等，类似于一个多功能文件描述符管理工具箱

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ )
⚫ 复制文件描述符（cmd=F_DUPFD 或 cmd=F_DUPFD_CLOEXEC）；
⚫ 获取/设置文件描述符标志（cmd=F_GETFD 或 cmd=F_SETFD）；
⚫ 获取/设置文件状态标志（cmd=F_GETFL 或 cmd=F_SETFL）；
⚫ 获取/设置异步 IO 所有权（cmd=F_GETOWN 或 cmd=F_SETOWN）；
⚫ 获取/设置记录锁（cmd=F_GETLK 或 cmd=F_SETLK）；

ioctl

：文件 IO 操作，一般用于操作特殊文件或硬件外设，通过 ioctl 获取 LCD 相关信息等

//文件 IO 操作，一般用于操作特殊文件或硬件外设，通过 ioctl 获取 LCD 相关信息等
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);

truncate & ftruncate

//将普通文件截断为指定字节长度,ftruncate()使用文件描述符 fd 来指定目标文件，truncate()则直接使用文件路径 path 来指定目标文件
//使用 ftruncate()函数进行文件截断操作之前，必须调用 open()函数打开该文件得到文件描述符，并且必
须要具有可写权限，也就是调用 open()打开文件时需要指定 O_WRONLY 或 O_RDWR。调用这两个函数并不会导致文件读写位置偏移量发生改变，所以截断之后一般需要重新设置文件当前的读写位置偏移量
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);

例子：
/* 使用 ftruncate 将 file1 文件截断为长度 0 字节 */
 if (0 > ftruncate(fd, 0)) {
     perror("ftruncate error");
     exit(-1);
 }

 /* 使用 truncate 将 file2 文件截断为长度 1024 字节 */
 if (0 > truncate("./file2", 1024)) {
     perror("truncate error");
     exit(-1);
 }

二、标准I/O

标准 I/O 库函数是构建于文件 I/O （ open() 、 read() 、 write() 、 lseek() 、 close() 等）这些系统调用之上的， 譬如标准 I/O 库函数 fopen() 就利用系统调用 open() 来执行打开文件的操作、 fread() 利用系统调用 read() 来执行读文件操作、fwrite() 则利用系统调用 write() 来执行写文件操作等等。

fopen

#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

fclose

#include <stdio.h>
int fclose(FILE *stream);

fread

#include <stdio.h>
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
例子：
    FILE *fp = NULL;
    char buf[50] = {0};
    int size = 0;
    int ret = 0;

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file1", "r"))) {
        perror("test_file1 open failed");
        exit(-1);
    }
    ret = fseek(fp, 0, SEEK_END);
    if (ret < 0) {
        perror("test_file1 seek failed");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    long fileSize = ftell(fp);
    printf("文件大小：%ld\r\n", fileSize);

    printf("文件打开成功\r\n");


    ret = fseek(fp, 0, SEEK_SET);
    if (ret < 0) {
        perror("test_file1 seek failed");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    if (0 > (size = fread(buf, 1, fileSize, fp))) {
        printf("文件读取失败\r\n");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("读取到 %d 个数据：%s\r\n", size, buf);

    fclose(fp);
    exit(0);

fwrite

#include <stdio.h>
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
例子：
    char buf[] = "Hello World\n";
    FILE *fp = NULL;

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file1", "w"))) {
        perror("Couldn't open");
        exit(-1);
    }

    printf("文件打开成功");

    if (sizeof(buf) > fwrite(buf, 1, sizeof(buf), fp)) {
        printf("Couldn't write"); 
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("写入数据成功\n");

    fclose(fp);
    exit(0);

fseek

#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
例子：
//fseek(file, 0, SEEK_SET);
//fseek(file, 0, SEEK_END);
//fseek(file, 100, SEEK_SET);

    FILE *fp = NULL;
    int ret = 0;
    char read_buf[100] = {0};
    char write_buf[] = "www.example.com\r\n";

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w+"))) {
        perror("Couldn't open");
        exit(-1);
    }

    printf("文件打开成功\r\n");

    if (sizeof(write_buf) > fwrite(write_buf, 1, sizeof(write_buf), fp)) {
        printf("Couldn't write");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件写入成功\r\n");

    if (0 > fseek(fp, 0, SEEK_SET)) {
        perror("FSEEK could");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件定位头成功\r\n");

    if (sizeof(write_buf) > (ret = fread(read_buf, 1, sizeof(read_buf), fp))) {
        printf("Couldn't read");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("读取到 %d 个字符：%s\r\n", ret, read_buf);

    fclose(fp);
    exit(0);

ftell

：获取文件当前的读写位置偏移量

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *stream);
例子：
/* 获取当前位置偏移量 */
 if (0 > (ret = ftell(fp))) {
     perror("ftell error");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }

feof

：测试参数 stream 所指文件的 end-of-file 标志，如果 end-of-file 标志被设置了，则调用feof()函数将返回一个非零值，如果 end-of-file 标志没有被设置，则返回 0。

//当文件的读写位置移动到了文件末尾时，end-of-file 标志将会被设置
#include <stdio.h>
int feof(FILE *stream);
例子：
    FILE *fp = NULL;
    int ret = 0;
    char read_buf[100] = {0};
    char write_buf[] = "www.example.com\r\n";

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w+"))) {
        perror("Couldn't open");
        exit(-1);
    }

    printf("文件打开成功\r\n");

    if (sizeof(write_buf) > fwrite(write_buf, 1, sizeof(write_buf), fp)) {
        printf("Couldn't write");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件写入成功\r\n");

    if (0 > fseek(fp, 0, SEEK_SET)) {
        perror("FSEEK could");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件定位头成功\r\n");

    while (1) {
        if (sizeof(write_buf) > (ret = fread(read_buf, 1, sizeof(read_buf), fp))) {
            printf("Couldn't read\r\n");
            fclose(fp);
            exit(-1);
        }
        if (feof(fp)) {
            printf("到达文件末尾\r\n");
            break;
        }
    }
    
    printf("读取到 %d 个字符：%s\r\n", ret, read_buf);

    fclose(fp);
    exit(0);

ferror

：测试参数 stream 所指文件的错误标志，如果错误标志被设置了，则调用 ferror()函数将返回一个非零值，如果错误标志没有被设置，则返回 0。

#include <stdio.h>
int ferror(FILE *stream);
例子：
    FILE *fp = NULL;
    int ret = 0;
    char read_buf[100] = {0};
    char write_buf[] = "www.example.com\r\n";

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w+"))) {
        perror("Couldn't open");
        exit(-1);
    }

    printf("文件打开成功\r\n");

    if (sizeof(write_buf) > fwrite(write_buf, 1, sizeof(write_buf), fp)) {
        printf("Couldn't write");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件写入成功\r\n");

    if (0 > fseek(fp, 0, SEEK_END)) {
        perror("FSEEK could");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件定位头成功\r\n");

    while (1) {
        if (sizeof(write_buf) > (ret = fread(read_buf, 1, sizeof(read_buf), fp))) {
            if (ferror(fp)) {
                printf("Couldn't read");
                fclose(fp);
                exit(-1);
            }
        }
        
        if (feof(fp)) {
            printf("到达文件末尾\r\n");
            break;
        }
    }
    
    printf("读取到 %d 个字符：%s\r\n", ret, read_buf);

    fclose(fp);
    exit(0);

clearerr

：清除 end-of-file 标志和错误标志，当调用 feof()或 ferror()校验这些标志后，通常需要清除这些标志，避免下次校验时使用到的是上一次设置的值，此时可以手动调用 clearerr()函数清除标志。

#include <stdio.h>
void clearerr(FILE *stream);
例子：
    FILE *fp = NULL;
    int ret = 0;
    char read_buf[100] = {0};
    char write_buf[] = "www.example.com\r\n";

    if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w+"))) {
        perror("Couldn't open");
        exit(-1);
    }

    printf("文件打开成功\r\n");

    if (sizeof(write_buf) > fwrite(write_buf, 1, sizeof(write_buf), fp)) {
        printf("Couldn't write");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件写入成功\r\n");

    if (0 > fseek(fp, 0, SEEK_SET)) {
        perror("FSEEK could");
        fclose(fp);
        exit(-1);
    }

    printf("文件定位头成功\r\n");

    while (1) {
        if (sizeof(write_buf) > (ret = fread(read_buf, 1, sizeof(read_buf), fp))) {
            printf("Couldn't read\r\n");
            fclose(fp);
            exit(-1);
        }
        if (feof(fp)) {
            printf("到达文件末尾1\r\n");
            clearerr(fp); //清除标志,后面的输入输出操作继续进行

            if (feof(fp)) {
                printf("到达文件末尾2\r\n");
            }
            
            break;
        }
    }
    
    printf("读取到 %d 个字符：%s\r\n", ret, read_buf);

    fclose(fp);
    exit(0);

格式化I/O：格式化输出

#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int dprintf(int fd, const char *format, ...);
int sprintf(char *buf, const char *format, ...);
int snprintf(char *buf, size_t size, const char *format, ...);

printf("Hello World!\n");
//格式化数据写入到由 FILE 指针指定的文件中
fprintf(stderr, "Hello World!\n");
//格式化数据写入到由文件描述符 fd 指定的文件中
dprintf(STDERR_FILENO, "Hello World!\n");
//格式化数据存储在由参数 buf 所指定的缓冲区中
char buf[100];
sprintf(buf, "Hello World!\n");

char buf[20] = {0};
sprintf(buf, "%d", 100);
格式控制字符串****format
printf("转换说明 1 转换说明 2 转换说明 3", arg1, arg2, arg3);

转换说明：%[flags][width][.precision][length]type
%（必选）
flags：标志，可包含 0 个或多个标志；
width：输出最小宽度，表示转换后输出字符串的最小宽度；
precision：精度，前面有一个点号" . "；
length：长度修饰符；
type：转换类型，指定待转换数据的类型。（必选）

例子：
    int a = 0, b = 0, c = 0;
    char buf[50] = {0};

    printf("%d (%s) %d (%s)\n", 520, "Tux", 1314, "xuT");          

    fprintf(stdout, "%d (%s) %d (%s)\n", 520, "Tux", 1314, "xuT");        

    dprintf(STDOUT_FILENO, "%d (%s) %d (%s)\n", 520, "Tux", 1314, "xuT");

    sprintf(buf, "%d (%s) %d (%s)\n", 520, "Tux", 1314, "xuT");
    printf("%s", buf);

    memset(buf, 0x00, sizeof(buf));
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%d (%s) %d (%s)\n", 520, "Tux", 1314, "xuT");
    printf("%s", buf);

    exit(0);

格式化I/O：格式化输入

#include <stdio.h>

//scanf()函数可将用户输入（标准输入）的数据进行格式化转换
int scanf(const char *format, ...);

//fscanf()函数从 FILE 指针指定文件中读
取数据，并将数据进行格式化转换
int fscanf(FILE *stream, const char *format, ...);

//sscanf()函数从参数 str 所指向的字符串中读取数据，并将数据进行格式
化转换。
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

例子：

int a, b, c;
scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);

int a, b, c;
fscanf(stdin, "%d %d %d", &a, &b, &c);

char *str = "5454 hello";
char buf[10];
int a;
sscanf(str, "%d %s", &a, buf);

fsync

**：**fsync()函数，对目标文件的数据进行了同步操作，将参数 fd 所指文件的内容数据和元数据写入磁盘，只有在对磁盘设备的写入操作完成之后，fsync()函数才会返回。

#include <unistd.h>
int fsync(int fd);

fdatasync

：将参数 fd 所指文件的内容数据写入磁盘，并不包括文件的元数据；同样，只有在对磁盘设备的写入操作完成之后，fdatasync()函数才会返回

#include <unistd.h>
int fdatasync(int fd);

sync

：将所有文件 I/O 内核缓冲区中的文件内容数据和元数据全部更新到磁盘设备中，该函数没有参数、也无返回值，意味着它不是对某一个指定的文件进行数据更新，而是刷新所有文件 I/O 内核缓 冲区。

#include <unistd.h>
void sync(void);

内核缓冲标志

O_DSYNC：在调用 open()函数时，指定 O_DSYNC 标志，其效果类似于在每个 write()调用之后调用 fdatasync()函数进行数据同步。譬如：
fd = open(filepath, O_WRONLY | O_DSYNC);


O_SYNC：在调用 open()函数时，指定 O_SYNC 标志，使得每个 write()调用都会自动将文件内容数据和元数据刷新到磁盘设备中，其效果类似于在每个 write()调用之后调用 fsync()函数进行数据同步，譬如：
fd = open(filepath, O_WRONLY | O_SYNC);

fileno

：将标准 I/O 中使用的 FILE 指针转换为文件 I/O 中所使用的文件描述符

#include <stdio.h>
int fileno(FILE *stream);

fdopen

：将 文件 I/O 中所使用的文件描述符转换成标准 I/O 中使用的 FILE 指针

#include <stdio.h>

FILE *fdopen(int fd, const char *mode);
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