引言
在Linux字符设备驱动开发中, open 与 close函数是用户空间与内核空间交互的第一道门户。作为文件操作接口 file_operations 的核心成员,它们负责设备的初始化访问、资源分配与释放,是实现设备独占控制、引用计数管理以及驱动状态维护的关键机制。深入理解这对函数的协作原理,是掌握Linux驱动开发的必经之路。
在 Linux 里, open 和 close 是最基础的文件I/O系统调用,用来打开/关闭文件、设备、管道、socket 等一切"文件"。
Open函数
首先,Open函数需要用到三个核心的头文件,如下:
cs
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
sys/types.h主要是定义系统用到的基本类型,没有它,编译会报错类型不认识。sys/stat.h主要是定义文件状态,权限等相关的宏。fcntl.h是最最重要的,因为它定义了Open函数本身以及所有的Flag。
函数原型
cs
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
可以看到,这两个函数都是含参数且有返回值的函数。它们是同一个系统调用,只是参数略有不同。
参数const char *pathnam
表示要打开的/创建的文件路径,可以是相对路径,也可以是绝对路径。
参数int flags
表示打开方式,通常用位或组合表示。
必选三选一:
O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
常用可选:
O_CREAT 文件不存在就创建
O_TRUNC 打开时清空文件
O_APPEND 追加写
O_EXCL 与 O_CREAT 一起用,文件已存在则报错
O_NONBLOCK 非阻塞打开
参数mode_t mode
注意,这个是只有在带有O_CREAT时才需要。表示新疆文件的权限,只有在创建文件时才生效。且是8进制数,以0开头。
返回值
因为返回类型是int,所以只有两种情况:
1,成功
会返回一个非负整数,叫文件描述符(fd)。一般从3开始往上分配,因为0,1,2已经被标准输入,输出,错误占用。
2,失败
固定返回-1。不管出现什么错误,返回的都是-1。
Close函数
所需要的头文件:
cs
#include <unistd.h>
这个头文件的作用是提供Linux系统中最基础的系统调用函数。
函数原型
cs
int close(int fd);
可以看到,该函数只有一个参数,且只有一个返回值。
参数int fd
必须是open函数成功返回的文件描述符。不能随便填数字
返回值
成功返回0,失败返回-1。
使用示例
如图:

解释一下,这里是主要验证的是open,close函数的使用,主要是以只读的形式打开a.txt文件。如果打开成功,则返回相应的文件描述符(fd)。如果失败则返回-1。当然,我这里也有一个Bug,那就是如果打开失败的话就会返回-1给文件描述符fd,那这样的话下面的close函数也会使用的-1的文件描述符,这样可能会出现报错。所以说我这个是在理想的情况下输出的结果,也就是当a.txt文件存在的时候。注意,如果用户仅仅是打开某个文件而不关闭的话,这在一定程度上会占用系统资源,造成不必要的浪费。所以这两个函数一个放在一起使用。
总结
本文仅仅是个人观点,如有不足,欢迎指出!