文件IO、目录操作和标准IO\涉及的函数

一、所需的头文件

 #include <sys/types.h>

 #include <sys/stat.h>

 #include <fcntl.h>

 #include <unistd.h>

 #include <dirent.h>

 

二、文件描述符

 

0：STDIN_FILENO 标准输入

1：STDOUT_FILENO 标准输出

2: STDERR_FILENO 标准出错输出

 

/dev/fd/

打开的文件在/dev/fd/下有和打开的描述符值一样的文件，通过打开这些文件可以复制描述符

fd = open("dev/fd/n", mode);

 

 

三、涉及的函数

 1、open

 

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

/*打开存在的文件*/

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

/*创建新文件*/

下列是参数flags 所能使用的参数及含义:

O_RDONLY 以只读方式打开文件

O_WRONLY 以只写方式打开文件

O_RDWR 以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的，也就是不可同时使用，但可与下列的旗标利用OR(|)运算符组合。

O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。

O_EXCL 如果O_CREAT 也被设置，此指令会去检查文件是否存在。文件若不存在则建立该文件，否则将导致打开文件错误。此外，若O_CREAT与O_EXCL同时设置，并且欲打开的文件为符号连接，则会打开文件失败。

O_NOCTTY 如果欲打开的文件为终端机设备时，则不会将该终端机当成进程控制终端机。

O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时，此旗标会令文件长度清为0，而原来存于该文件的资料也会消失。

O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动，也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后面。

O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件，也就是无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中。

O_NDELAY 同O_NONBLOCK。

O_SYNC 以同步的方式打开文件。

O_NOFOLLOW 如果参数pathname 所指的文件为一符号连接，则会令打开文件失败。

O_DIRECTORY 如果参数pathname 所指的文件并非为一目录，则会令打开文件失败。

下面是参数mode 的值及其含义：

参数mode有下列数种组合，只有在建立新文件时才会生效，此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响，因此该文件权限应该为（mode-umaks）。

S_IRWXU00700 权限，代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRUSR 或S_IREAD，00400权限，代表该文件所有者具有可读取的权限。

S_IWUSR 或S_IWRITE，00200 权限，代表该文件所有者具有可写入的权限。

S_IXUSR 或S_IEXEC，00100 权限，代表该文件所有者具有可执行的权限。

S_IRWXG 00070权限，代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。

S_IRGRP 00040 权限，代表该文件用户组具有可读的权限。

S_IWGRP 00020权限，代表该文件用户组具有可写入的权限。

S_IXGRP 00010 权限，代表该文件用户组具有可执行的权限。

S_IRWXO 00007权限，代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。

S_IROTH 00004 权限，代表其他用户具有可读的权限

S_IWOTH 00002权限，代表其他用户具有可写入的权限。

S_IXOTH 00001 权限，代表其他用户具有可执行的权限。

错误代码 

EEXIST 参数pathname 所指的文件已存在，却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。

EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。

EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。

EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。

EINVAL 参数mode 不正确。

ENAMETOOLONG 参数pathname太长。

ENOTDIR 参数pathname不是目录。

ENOMEM 核心内存不足。

ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。

EIO I/O 存取错误。

2、read

 

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

函数说明  read()会把参数fd 所指的文件传送count个字节到buf指针所指的内存中。

若参数count为0，则read()不会有作用并返回0。

返回值为实际读取到的字节数，如果 返回0，表示已到达文件尾或是无可读取的数据，此外文件读写位置会随读取到的字节移动。

 

附加说明  如果顺利read()会返回实际读到的字节数，最好能将返回值与参数count 作比较;

若返回的字节数比要求读取的字节数少，则有可能读到了文件尾、从管道(pipe)或终端机读取，或者是read()被信号中断了读取动作。

当有错 误发生时则返回-1，错误代码存入errno中，而文件读写位置则无法预期。

 

错误代码  EINTR 此调用被信号所中断。

EAGAIN 当使用不可阻断I/O 时（O_NONBLOCK），若无数据可读取则返回此值。

EBADF 参数fd 非有效的文件描述词，或该文件已关闭。

3、write

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

 

函数说明  write()会把参数buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件内。当然，文件读写位置也会随之移动。

 

返回值  如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。

 

错误代码  EINTR 此调用被信号所中断。

EAGAIN 当使用不可阻断I/O 时（O_NONBLOCK），若无数据可读取则返回此值。

EADF 参数fd非有效的文件描述词，或该文件已关闭。

4、fcntl

int fcntl(int fd , int cmd);

int fcntl(int fd,int cmd,long arg);

int fcntl(int fd,int cmd,struct flock * lock);

 

函数说明  fcntl()用来操作文件描述词的一些特性。参数fd代表欲设置的文件描述词，参数cmd代表欲操作的指令。

有以下几种情况:

F_DUPFD 用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述词，并且复制参数fd的文件描述词。执行成功则返回新复制的文件描述词。请参考dup2()。 F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。

F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。

F_GETFL 取得文件描述词状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。

F_SETFL 设置文件描述词状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。

F_GETLK 取得文件锁定的状态。

F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。

如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。

F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。

若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。

参数lock指针为flock 结构指针，定义如下

struct flcok

{

short int l_type; /* 锁定的状态*/

short int l_whence;/*决定l_start位置*/

off_t l_start; /*锁定区域的开头位置*/

off_t l_len; /*锁定区域的大小*/

pid_t l_pid; /*锁定动作的进程*/

};

l_type 有三种状态:

F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定

F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定

F_UNLCK 删除之前建立的锁定

l_whence 也有三种方式:

SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。

SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置

SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。

 

返回值  成功则返回0，若有错误则返回-1，错误原因存于errno.

 

5、dup2

int dup2(int odlfd,int newfd);

 

函数说明  dup2()用来复制参数oldfd所指的文件描述词，并将它拷贝至参数newfd后一块返回。

若参数newfd为一已打开的文件描述词，则newfd所 指的文件会先被关闭。

dup2()所复制的文件描述词，与原来的文件描述词共享各种文件状态，详情可参考dup()。

 

返回值  当复制成功时，则返回最小及尚未使用的文件描述词。若有错误则返回-1，errno会存放错误代码。

 

附加说明  dup2()相当于调用fcntl(oldfd，F_DUPFD，newfd)；请参考fcntl()。

 

错误代码  EBADF 参数fd 非有效的文件描述词，或该文件已关闭

6、lseek

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

 

函 数说明  每一个已打开的文件都有一个读写位置，当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头，若是以附加的方式打开文件(如O_APPEND)，则读写位置会指向文 件尾。当read()或write()时，读写位置会随之增加，lseek()便是用来控制该文件的读写位置。参数fildes 为已打开的文件描述词，参数offset 为根据参数whence来移动读写位置的位移数。

 

参数  whence为下列其中一种:

SEEK_SET 参数offset即为新的读写位置。

SEEK_CUR 以目前的读写位置往后增加offset个位移量。

SEEK_END 将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量。

当whence 值为SEEK_CUR 或SEEK_END时，参数offet允许负值的出现。

下列是教特别的使用方式:

1) 欲将读写位置移到文件开头时:lseek（int fildes,0,SEEK_SET）；

2) 欲将读写位置移到文件尾时:lseek（int fildes，0,SEEK_END）；

3) 想要取得目前文件位置时:lseek（int fildes，0,SEEK_CUR）；

 

返回值  当调用成功时则返回目前的读写位置，也就是距离文件开头多少个字节。若有错误则返回-1，errno 会存放错误代码。

 

附加说明  Linux系统不允许lseek（）对tty装置作用，此项动作会令lseek（）返回ESPIPE。

7、stat系列

int stat(const char * file_name,struct stat *buf);

int fstat(int fildes,struct stat *buf);

int lstat (const char * file_name.struct stat * buf);

lstat()与stat()作用完全相同，都是取得参数file_name所指的文件状态.

其差别在于，当文件为符号连接时，lstat()会返回该符号连接的相关信息，而不是由该符合连接引用的文件的信息。

下面是struct stat内各参数的说明

struct stat

{

dev_t st_dev;     /*device*/

ino_t st_ino;     /*inode*/

mode_t st_mode;   /*protection*/

nlink_t st_nlink; /*number of hard links */

uid_t st_uid;     /*user ID of owner*/

gid_t st_gid;     /*group ID of owner*/

dev_t st_rdev;    /*device type */

off_t st_size;    /*total size, in bytes*/

unsigned long st_blksize; /*blocksize for filesystem I/O */

unsigned long st_blocks; /*number of blocks allocated*/

time_t st_atime; /* time of lastaccess*/

time_t st_mtime; /* time of last modification */

time_t st_ctime; /* time of last change */

};

st_dev 文件的设备编号

st_ino 文件的i-node

st_mode 文件的类型和存取的权限

st_nlink 连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1。

st_uid 文件所有者的用户识别码

st_gid 文件所有者的组识别码

st_rdev 若此文件为装置设备文件，则为其设备编号

st_size 文件大小，以字节计算

st_blksize 文件系统的I/O 缓冲区大小。

st_blcoks 占用文件区块的个数，每一区块大小为512 个字节。

st_atime 文件最近一次被存取或被执行的时间，一般只有在用mknod、utime、read、write与tructate时改变。

st_mtime 文件最后一次被修改的时间，一般只有在用mknod、utime和write时才会改变

st_ctime i-node最近一次被更改的时间，此参数会在文件所有者、组、权限被更改时更新先前所描述的st_mode 则定义了下列数种情况

S_IFMT 0170000 文件类型的位遮罩

S_IFSOCK 0140000 scoket

S_IFLNK 0120000 符号连接

S_IFREG 0100000 一般文件

S_IFBLK 0060000 区块装置

S_IFDIR 0040000 目录

S_IFCHR 0020000 字符装置

S_IFIFO 0010000 先进先出

S_ISUID 04000 文件的（set user-id on execution）位

S_ISGID 02000 文件的（set group-id on execution）位

S_ISVTX 01000 文件的sticky位

S_IRUSR（S_IREAD） 00400 文件所有者具可读取权限

S_IWUSR（S_IWRITE）00200 文件所有者具可写入权限

S_IXUSR（S_IEXEC） 00100 文件所有者具可执行权限

S_IRGRP 00040 用户组具可读取权限

S_IWGRP 00020 用户组具可写入权限

S_IXGRP 00010 用户组具可执行权限

S_IROTH 00004 其他用户具可读取权限

S_IWOTH 00002 其他用户具可写入权限

S_IXOTH 00001 其他用户具可执行权限

上述的文件类型在POSIX 中定义了检查这些类型的宏定义

S_ISLNK （st_mode） 判断是否为符号连接

S_ISREG （st_mode） 是否为一般文件

S_ISDIR （st_mode）是否为目录

S_ISCHR （st_mode）是否为字符装置文件

S_ISBLK （s3e） 是否为先进先出

S_ISSOCK （st_mode） 是否为socket

若一目录具有sticky 位（S_ISVTX），则表示在此目录下的文件只能被该文件所有者、此目录所有者或root来删除或改名。

错误代码  ENOENT 参数file_name指定的文件不存在

ENOTDIR 路径中的目录存在但却非真正的目录

ELOOP 欲打开的文件有过多符号连接问题，上限为16符号连接

EFAULT 参数buf为无效指针，指向无法存在的内存空间

EACCESS 存取文件时被拒绝

ENOMEM 核心内存不足

ENAMETOOLONG 参数file_name的路径名称太长

 

 8、access

int access(const char * pathname,int mode);

mode          说明

R_OK       测试读许可权

W_OK       测试写许可权

X_OK       测试执行许可权

F_OK       测试文件是否存在

9、opendir

DIR * opendir(const char * name);

 

函数说明  opendir()用来打开参数name指定的目录，并返回DIR*形态的目录流，和open()类似，接下来对目录的读取和搜索都要使用此返回值。

 

返回值  成功则返回DIR* 型态的目录流，打开失败则返回NULL。

 

错误代码  EACCESS 权限不足

EMFILE 已达到进程可同时打开的文件数上限。

ENFILE 已达到系统可同时打开的文件数上限。

ENOTDIR 参数name非真正的目录

ENOENT 参数name 指定的目录不存在，或是参数name 为一空字符串。

ENOMEM 核心内存不足。

 

10、readdir

readdir()返回参数dir目录流的下个目录进入点。

结构dirent定义如下

struct dirent

{

ino_t d_ino;

ff_t d_off;

signed short int d_reclen;

unsigned char d_type;

har d_name[256;

};

d_ino 此目录进入点的inode

d_off 目录文件开头至此目录进入点的位移

d_reclen _name的长度，不包含NULL字符

d_type d_name 所指的文件类型

d_name 文件名

 

返回值  成功则返回下个目录进入点。有错误发生或读取到目录文件尾则返回NULL。

 

附加说明  EBADF参数dir为无效的目录流。

 

范例  #include<sys/types.h>

#include<dirent.h>

#include<unistd.h>

main()

{

DIR * dir;

struct dirent * ptr;

int i;

dir =opendir(“/etc/rc.d”);

while((ptr = readdir(dir))!=NULL)

{

printf(“d_name: %s\n”,ptr->d_name);

}

closedir(dir);

}

 

11、setvbuf

int setvbuf(FILE * stream,char * buf,int mode,size_t size);

 

函数说明  在打开文件流后，读取内容之前，调用setvbuf()可以用来设置文件流的缓冲区。

参数stream为指定的文件流，参数buf指向自定的缓冲区起始地址，参数size为缓冲区大小，参数mode有下列几种

_IONBF 无缓冲IO

_IOLBF 以换行为依据的无缓冲IO

_IOFBF 完全无缓冲IO。如果参数buf为NULL指针，则为无缓冲IO。

12、setbuf

void setbuf(FILE * stream,char * buf);

 

函数说明  在打开文件流后，读取内容之前，调用setbuf()可以用来设置文件流的缓冲区。

参数stream为指定的文件流，参数buf指向自定的缓冲区起始地 址。如果参数buf为NULL指针，则为无缓冲IO。

Setbuf()相当于调用:setvbuf(stream,buf,buf?_IOFBF: _IONBF,BUFSIZ)