Linux驱动开发之Read_Write函数

引言

在Linux字符设备驱动开发中，read和write是最基础的数据交互接口。它们分别实现从设备读取数据和向设备写入数据的功能，是连接用户空间与内核空间的桥梁。本文将简单介绍这两个函数的基本用法和实现要点。

Read函数

其函数原型为：

cs 复制代码

#include <unistd.h>

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

（先重点强调一下，使用该函数必须要引用对应的头文件。）

看得出来，该函数仍是一个含参数且有返回值的函数。

参数int fd

这个应该有点印象了，表示要读取的文件描述符。

参数void* buf

表示存放读取数据的缓冲区指针。

参数size_t count

表示期望读取的最大字节数。

返回值

刚开始我还以为是size_t，结果是ssize_t。它表示返回有符号整数。如果该返回值大于0，表示成功读取的字节数；如果等于0，则表示已达文件末尾；如果等于-1，则表示读取失败。

Write函数

其函数原型为：

cs 复制代码

#include <unistd.h>

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

下面是该函数的简要介绍：

参数int fd

表示要写入的文件描述符。

参数 void* buf

表示存放待写入数据的缓冲区指针。

参数size_t count

表示期望写入的最大字节数。

返回值

如果该返回值大于0，表示成功写入的字节数；如果等于0，则表示未写入任何数据；如果等于-1，则表示写入失败。

使用示例

cs 复制代码

// 包含系统调用所需的头文件
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "unistd.h"
#include "stdio.h"

int main(int argc, char** argv)
{
    int fd1, fd2;          // 文件描述符，fd1 用于源文件，fd2 用于目标文件
    char buf[512];         // 数据缓冲区，用于暂存从源文件读取的数据
    int read_size;         // 记录每次实际读取的字节数

    // 检查命令行参数数量是否正确
    // 程序需要 2 个参数：源文件路径和目标文件路径，加上程序名本身，argc 必须等于 3
    if (argc != 3)
    {
        printf("error!\r\n");
        return -1;
    }

    // 以只读方式打开源文件
    fd1 = open(argv[1], O_RDONLY);
    // 以只写方式打开或创建目标文件
    // O_TRUNC：如果文件存在，清空其内容；O_CREAT：如果文件不存在，创建它；0666：设置文件权限
    fd2 = open(argv[2], O_WRONLY | O_TRUNC | O_CREAT, 0666);

    // 检查文件是否成功打开
    // open 函数失败时返回 -1，成功时返回一个非负整数的文件描述符
    if (fd1 < 0 || fd2 < 0)
    {
        printf("open error!\r\n");
        return -1;
    }

    // 无限循环，直到读取到文件末尾
    while (1)
    {
        // 从源文件读取数据到缓冲区
        // sizeof(buf) 表示期望读取的最大字节数
        read_size = read(fd1, buf, sizeof(buf));

        // 如果 read_size 为 0，表示已经读到文件末尾，退出循环
        if (read_size == 0)
        {
            break;
        }

        // 将读取到的数据写入目标文件
        // read_size 表示实际写入的字节数，确保只写入刚读到的有效数据
        write(fd2, buf, read_size);
    }

    // 关闭文件描述符，释放系统资源
    close(fd1);
    close(fd2);

    return 0;
}

解释一下，首先是系统所需要的头文件，这个是代码中最重要的部分。然后就是定义文件描述符，数据缓冲区以及实际读取到的字节数。接着判断文件是否被正常打开，最后是读取源文件的内容然后遍历到新文件中，关闭打开的文件。

int main(int argc, char** argv)

（先说结论，argc表示一共有多少个参数，argv表示每个参数对应的内容）

重点讲一下这个，毕竟我也是第一次见到main函数中还含有参数。

参数int argc，char** argv

它是一个整形的数据类型，它表示的是参数的个数，如何去理解呢?请往下看：

cs 复制代码

./a.out hello world test

比如说我在终端上运行这个命令，那么argc就应该等于4。为什么等于4呢。结合上面的结论就可以知道。argv $0$ = "./a.out"为第一个参数；argv $1$ = "hello"为第二个参数；argv $2$ = "world"为第三个参数；argv $3$ = "test"为第四个参数。所以argc等于4是这么来的。

cs 复制代码

sudo ./build/copy 1.txt 2.txt

上面这个是我在终端上运行的命令，按照刚刚来的话那argc就等于3。argv $0$ = "./build/copy"；argv $1$ = "1.txt"；argv $2$ = "2.txt"。

提出问题

为什么要在main函数中传入参数？核心原因就是使程序具有"通用性"和"动态性"，如果不这样写的话，就需要每次都进入代码中修改文件名。就像前面学习Makefile一样，都是为了方便，统一管理。