【Linux】零基础深入学习linux文件系统（一）

文章目录

c语言文件函数
🚩系统接口
- 🚩open
文件标识符
- 分配文件标识符
🚩重定向
小总
🚩缓冲区

c语言文件函数

写函数：

c 复制代码

  FILE* fp=fopen("myfile","w");
  if(!fp)
  {
    perror("fopen");
  }
  const char* msg="hello jib\n";
  int cnt=5;
  while(cnt--)
  {
    fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);
  }
  fclose(fp);

读函数：

c 复制代码

  fp=fopen("myfile","r");
  char buf[1024];
  size_t s=fread(buf,1,sizeof(buf)-1,fp);
  fclose(fp);

详细的C语言文件知识点请看我这篇文章，这里不过多解释了
C语言文件操作知识

🚩系统接口

读写函数：

c 复制代码

  umask(0);
  int fd=open("myfile",O_RDWR|O_CREAT,0644); 
  if(fd<0)
  {
    perror("open");
    return -1;
  }

  char* msg="hello world\n";
  int cnt=5;
  int len=strlen(msg);
  while(cnt--)
  {
    write(fd,msg,len);
  }

  lseek(fd,0,SEEK_SET);
  char buf[1024];
  while(1)
  {
    size_t s=read(fd,buf,sizeof(buf)-1);
    if(s>0)
    {
        buf[s]='\0';
        printf("%s\n",buf);
    }
    else{
      break;
    }
  }

lseek定位文件，写入文件之后指针到了文件末尾，

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

fd：文件描述符

offset：偏移量

whence：基准位置分为：SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END

这里是定位文件开头

🚩open

打开一个文件，

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

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

🚩参数细节：
pathname 要创建或打开的文件名字

flags：打开文件时，可以传入多个参数选项，用下列一个或多个常量构成flags

O_RDONLY 只读打开
O_WRONLY 只写打开
O_RDWR 既可以读可以写

以上三种模式只能选一种

O_CREAT

若是要打开文件不存在，则创建这个文件

O_APPEND
追加写，（下文重定向会讲）

返回值：

成功了返回文件描述符

失败了返回 -1

文件标识符

通过open，我们知道文件标识符就是一个整数

c 复制代码

  int fd=open("myfile",O_RDWR|O_CREAT,0644); 
  if(fd<0)
  {
    perror("open");
    return -1;
  }
  cout<<fd<<endl;

系统分配文件标识符是从0开始的，为什么我新开的文件标识符是3呢？

因为系统自动打开了3个文件：
键盘，显示器，显示器，
分别是标准输入，标准输出，标准错误对应的文件标识符 0，1，2

所以输入输出还可以这样，

c 复制代码

  char buf[1024];
  size_t s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
  if(s>0)
  {
    buf[s]='\0';
    write(1,buf,strlen(buf));
    write(2,buf,strlen(buf));
  }

PCB中有files指针，指向一张表files_struct，表中有file数组，数组中每个元素都是指向已打开文件的下标。

所以文件标识符本质就是该数组的下标，只要有这个下标就能找到对应的文件

分配文件标识符

我们关闭0文件试试

c 复制代码

close(0);
  //close(2);
  size_t fd=open("myfile",O_RDWR|O_CREAT);
  if(fd<0)
  {
    perror("open");
  }
  else{
    cout<<fd;
  }

结果系统把0文件标识符给了myfile

说明分配规则是从struct_file寻找到下标最小且未被使用的文件标识符

🚩重定向

如果我们关闭1呢

c 复制代码

close(1);
  size_t fd=open("myfile",O_RDWR|O_CREAT);
  if(fd<0)
  {
    perror("open");
    return 1;
  }
  else{
    cout<<fd;
  }

运行发现无结果，为什么呢？
原本要向显示器打印的，但是显示器被关了，标识符1被myfile占了，但是系统依旧向1中输入，所以最终结果给了文件myfile

我们看到第一个hello的h被覆盖为1了，因为我之前向myfile中已经输入了许多hello world

要想清空文件，只需改变打开的方式

size_t fd=open("myfile",O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC);

或者追加模式

常见的重定向：>，>>，<

> 把内容输出到文件中

>>就是追加模式
< 把内容输入到指令中

比如cat < text.txt 但我们一般省略 <

小总

C语言的I/O函数其实是封装了系统函数，打开权限a就是封装了追加模式的系统函数，各种语言都有自己文件操作函数，但是本质都是封装了系统函数open，write等等

而且必定封装了fd，所有语言级别的文件操作函数都是通过fd完成的，

🚩缓冲区

先来看代码：

c 复制代码

  char* str="hello write\n";
  char* fstr="hello fwrite\n";

  cout<<"cout"<<endl;
  fprintf(stdout,"hello fprintf\n");
  fwrite(fstr,strlen(fstr),1,stdout); 
  write(1,str,strlen(str));