嵌入式第三十三篇——linux系统编程——文件IO

一、文件IO与标准IO的核心区分

文件IO和标准IO在文件操作方式上存在显著差异，主要体现在设计目标、底层实现和使用场景上：

核心标识

文件IO使用文件描述符（int类型，如0/1/2对应标准输入/输出/错误），标准IO使用文件流指针（FILE*类型）。

缓存机制

文件IO直接与内核交互，无缓存；标准IO在用户态提供缓存，减少系统调用次数。

底层实现

文件IO基于操作系统内核的系统调用（如open/read/write），标准IO封装文件IO的C库函数（如fopen/fread/fwrite）。

跨平台性

文件IO依赖操作系统（如Linux与Windows API不兼容），标准IO遵循C标准（如ANSI C），具有跨平台性。

适用场景

文件IO适用于设备文件（如串口、网卡）或实时性要求高的场景；标准IO适合普通磁盘文件操作，注重代码可移植性。

二、文件IO的核心操作（Linux系统）

打开文件：open函数

函数原型：

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

• pathname：文件路径（如"./test.txt"）。
• flags：打开模式（必选如O_RDONLY，可选如O_CREAT）。
• mode：文件权限（如0644，八进制格式）。

读取文件：read函数

函数原型：

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

• fd：文件描述符。
• buf：数据缓冲区。
• count：期望读取的最大字节数。

写入文件：write函数

函数原型：

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

• fd：文件描述符。
• buf：待写入数据缓冲区。
• count：待写入数据字节数。

关闭文件：close函数

函数原型：

int close(int fd);

• 必须显式调用以避免文件描述符泄漏。

三、目录操作扩展

打开目录：opendir函数

函数原型：

DIR *opendir(const char *name);

• 返回目录流指针DIR*。

读取目录：readdir函数

函数原型：

struct dirent *readdir(DIR *dirp);

• 返回struct dirent结构体，包含文件名d_name等信息。

关闭目录：closedir函数

函数原型：

int closedir(DIR *dirp);

• 释放目录流资源。

四、Makefile工程编译工具

基本规则

目标：依赖文件
    <TAB>编译命令

• 目标：如可执行文件a.out。
• 依赖文件：如.c源文件。
• 命令：如gcc编译指令。

常用变量

• $^：所有依赖文件。
• $@：目标文件。
• $<：第一个依赖文件。

示例

SRC = main.c func.c
APP = a.out
FLAG = -g -Wall

$(APP): $(SRC)
    gcc $^ -o $@ $(FLAG)

clean:
    rm -f $(APP)