本文主要参考文献是正点原子的C应用编程指南，很多内容与正点原子文档中的一致。作为初学者，为了和大家一起学习所以准备写这一系列文章，也是作为自己学习的一个笔记，如果有错误欢迎大家提出来一起讨论。
基本概念
文件 I/O 指的是对文件的输入/输出操作，即对文件的读写操作。Linux 下一切皆文件，文件作为 Linux 系统设计思想的核心理念，在 Linux 系统下非常重要。
文件IO操作实例代码
ini
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
char buff[1024];
int fd1, fd2;
int ret;
/* 打开源文件 src_file(只读方式) */
fd1 = open("./src_file", O_RDONLY);
if (-1 == fd1)
return fd1;
/* 打开目标文件 dest_file(只写方式) */
fd2 = open("./dest_file", O_WRONLY);
if (-1 == fd2) {
ret = fd2;
goto out1;
}
/* 读取源文件 1KB 数据到 buff 中 */
ret = read(fd1, buff, sizeof(buff));
if (-1 == ret)
goto out2;
/* 将 buff 中的数据写入目标文件 */
ret = write(fd2, buff, sizeof(buff));
if (-1 == ret)
goto out2;
ret = 0;
out2:
/* 关闭目标文件 */
close(fd2);
out1:
/* 关闭源文件 */
close(fd1);
return ret;
}文件描述符
open函数在函数执行成功的情况下，会返回一个非负整数，该返回值就是一个文件描述符（file descriptor）对于 Linux 内核而言，所有打开的文件都会通过文件描述符进行索引。因此fb1就是源文件src_file被打开时所对应的文件描述符。fb2就是目标文件 dest_file 被打开时所对应的文件描述符。文件描述符是从 0 开始分配的，譬如说进程中第一个被打开的文件对应的文件描述符是 0、第二个文件是 1、第三个文件是 2、第 4 个文件是 3......以此类推，每一个被打开的文件在同一个进程中都有一个唯一的文件描述符，不会重复。
值得注意的是，调用
open函数打开文件的时候，分配的文件描述符一般都是从 3 开始0、1、2 这三个文件描述符默认被系统占用，分别分配给了系统标准输入（0）、标准输出（1）以及标准错误（2）。对于Linux系统来说，一切都是文件，包括各种硬件设备，每一个硬件设备都会对应于 Linux 系统下的某一个文件，把这类文件称为设备文件。一般0对应的是键盘，1，2是LCD显示器。
- 在 Linux 系统中，一个进程可以打开的文件数是有限制，不可以无限制打开很多的文件。如果超过进程可打开的最大文件数限制，内核将会发送警告信号给对应的进程，然后结束进程。 通过
ulimit -n可以查看此进程可打开的最大文件数，默认是1024，是可设置的。
打开文件命令：open
在Linux系统下可以通过man命令来查看帮助信息。
man 2 open
man命令后面跟着两个参数，数字 2 表示系统调用，man 命令除了可以查看系统调用的帮助信息外，还可以查看 Linux 命令（对应数字 1）以及标准 C 库函数（对应数字 3）所对应的帮助信息；最后一个参数 open 表示需要查看的系统调用函数名。
命令使用
arduino
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);返回值：文件标识符。pathname：字符串类型，用于标识需要打开或创建的文件，可以包含路径（绝对路径或相对路径）信息，譬如："./src_file"（当前目录下的 src_file 文件）、"/home/dengtao/hello.c"等；如果 pathname 是一个符号链接，会对其进行解引用。flags：调用 open 函数时需要提供的标志，包括文件访问模式标志以及其它文件相关标志，这些标志使用宏定义进行描述，都是常量，open 函数提供了非常多的标志，我们传入flags参数时既可以单独使用某一个标志，也可以通过位或运算将多个标志进行组合。常用的标志介绍如下：
| flags 标志 | 用途说明 | 补充说明 / 注意事项 |
|---|---|---|
O_RDONLY |
以只读方式打开文件 | 文件访问权限标志。这三个标志必须且只能指定其中一个，决定了文件的访问模式。 |
O_WRONLY |
以只写方式打开文件 | 文件访问权限标志。（同上） |
O_RDWR |
以可读可写方式打开文件 | 文件访问权限标志。（同上） |
O_CREAT |
如果 pathname 指向的文件不存在，则创建此文件 |
使用此标志时，必须提供第 3 个参数 mode，用于指定新建文件的访问权限。 |
O_DIRECTORY |
如果 pathname 指向的不是一个目录，则调用 open 失败 |
- |
O_EXCL |
一般结合 O_CREAT 标志一起使用，用于专门创建文件 |
如果文件已存在则返回错误。使得 "测试文件是否存在"和"创建文件"成为一个原子操作，避免竞态条件。 |
O_NOFOLLOW |
如果 pathname 指向的是一个符号链接，将不对其进行解引用，直接返回错误 |
不加此标志时 ，如果 pathname 是符号链接，系统会默认对其进行解引用（指向所链接的实际文件）。 |
不同内核版本所支持的 flags 标志是存在差别的，譬如说新版本内核所支持的标志可能在老版本 是不支持的，亦或者老版本支持的标志在新版本已经被取消、替代，具体而言可以根据
man指令查询。
mode：此参数用于指定新建文件的访问权限，只有当flags参数中包含 O_CREAT 或 O_TMPFILE 标志时才有效。在新建完文档后，可以通过chmod命令进行修改权限。在linux终端中用ls -l可以查看到当前目录下的文件权限，第一位表示文件的类型，后续的每三位各表示其它用户权限、同组用户权限、文件所属用户的权限 。 r-读，w-写，x-执行。常用宏：S_IRUSR (读)、 S_IWUSR (写)、 S_IROTH(执行)。
只有用户对该文件具有相应权限时，才可以使用对应的标志去打开文件，否则会打开失败。
写命令: write
命令使用
arduino
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);返回值：如果成功将返回写入的字节数（0 表示未写入任何字节），如果此数字小于 count 参数，这不 是错误，譬如磁盘空间已满，可能会发生这种情况；如果写入出错，则返回-1。fd：文件标识符。buf：指定写入数据对应的缓冲区。count：指定写入的字节数。
值得注意的是，write函数会直接覆盖当前位置偏移量的数据。默认的偏移量是0，前位置偏移量可以通过 lseek 系统调用进行设置。如果想在
"ABCDEFG"的A后面插入"123"，得到"A123BCDEFG"则需要读取A后面的所有数据（"BCDEFG"）存到一个临时缓冲区里。把文件指针移动到A后面的位置。先写入要插入的"123"再把刚才保存的"BCDEFG"写回去。
读命令: read
命令使用
arduino
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);返回值：如果读取成功将返回读取到的字节数，实际读取到的字节数可能会小于 count 参数指定的字节数，也有可能会为 0，譬如进行读操作时，当前文件位置偏移量已经到了文件末尾。实际读取到的字节数少于要求读取的字节数，譬如在到达文件末尾之前有 30 个字节数据，而要求读取 100 个字节，则 read 读取成功只能返回 30；而下一次再调用 read 读，它将返回 0（目前的"光标"在文件末尾）。fd：文件标识符。buf：指定写入数据对应的缓冲区。count：指定写入的字节数。
关闭文件: close
命令使用
arduino
#include <unistd.h>
int close(int fd);返回值：如果成功返回 0，如果失败则返回-1。fd：文件标识符。
在一个进程终止的时候，内核会自动关闭所打开的所有文件。为了代码书写规范，以及文件描述符是有限资源，当不再需要时必须将其释放、归还于系统。
读写偏移量设置: lseek
每个已经打开的文件，系统会记录他的读写位置偏移，也就是每次对同一个文件进行读写后，它的偏移量会不断累积，而不会重置。
命令使用
arduino
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);fd：文件标识符。offset：偏移量，以字节(8位)为单位。whence：用于定义参数 offset 偏移量对应的参考值，该参数为下列其中一种（宏定义）：SEEK_SET：读写偏移量将指向 offset 字节位置处（从文件头部开始算）；SEEK_CUR：读写偏移量将指向当前位置偏移量 + offset 字节位置处，offset 可以为正、也可以为负，如果是正数表示往后偏移，如果是负数则表示往前偏移；SEEK_END：读写偏移量将指向文件末尾 + offset 字节位置处，同样 offset 可以为正、也可以为负，如果是正数表示往后偏移、如果是负数则表示往前偏移。
返回值：成功将返回从文件头部开始算起的位置偏移量（字节为单位），也就是当前的读写位置；发生错误将返回-1。