linux驱动学习--第七天：第五章 Linux 文件系统与设备文件系统 之 linux文件操作

5.1.1 文件操作的相关系统调用：

Linux 的文件操作系统调用（在Windows 编程领域，习惯称操作系统提供的接口为API）涉及

创建、打开、读写、关闭文件。

1．创建

int creat(const char *filename, mode_t mode);

参数mode 指定新建文件的存取权限，它同umask 一起决定文件的最终权限（mode&umask），其中umask

代表了文件在创建时需要去掉的一些存取权限。umask 可通过系统调用umask()来改变，如下所示：

int umask(int newmask);

该调用将umask 设置为newmask，然后返回旧的umask，它只影响读、写和执行权限。

2．打开

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

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

open()函数有两个形式，其中pathname 是我们要打开的文件名（包含路径名称，默认时认为在当前路

径下面），flags 可以是如下表所示的一个值或者是几个值的组合。

文件打开标志

标志 含 义

O_RDONLY 以只读的方式打开文件

O_WRONLY 以只写的方式打开文件

O_RDWR 以读写的方式打开文件

O_APPEND 以追加的方式打开文件

O_CREAT 创建一个文件

O_EXEC 如果使用了O_CREAT 而且文件已经存在，就会发生一个错误

O_NOBLOCK 以非阻塞的方式打开一个文件

O_TRUNC 如果文件已经存在，则删除文件的内容

【注】O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR 这3 个标志只能使用任意的一个。

如果使用了 O_CREATE 标志，则使用的函数是int open（const char *pathname,int flags,mode_t mode）；

这个时候我们还要指定mode 标志，用来表示文件的访问权限。mode 可以是如下表所示值的组合。

文件访问权限

标志 含 义

S_IRUSR 用户可以读

S_IWUSR 用户可以写

S_IXUSR 用户可以执行

S_IRWXU 用户可以读、写、执行

S_IRGRP 组可以读

S_IWGRP 组可以写

S_IXGRP 组可以执行

S_IRWXG 组可以读、写、执行

S_IROTH 其他人可以读

S_IWOTH 其他人可以写

S_IXOTH 其他人可以执行

S_IRWXO 其他人可以读、写、执行

S_ISUID 设置用户的执行ID

S_ISGID 设置组的执行ID

除了可以通过上述宏进行“或”逻辑产生标志以外，我们也可以自己用数字来表示，

Linux 总共用5个数字来表示文件的各种权限：

第一位表示设置用户ID；

第二位表示设置组ID；

第三位表示用户自己的权限位；

第四位表示组的权限；

第五位表示其他人的权限。

每个数字可以取1（执行权限）、2（写权限）、4（读权限）、0（无）或者是这些值的和。

例如，如果要创建一个用户可读、可写、可执行，但是组没有权限，其他人可以读、可以执行的文件，

并设置用户ID 位。那么，应该使用的模式是1（设置用户ID）、0（不设置组ID）、7（1+2+4，读、写、

执行）、0（没有权限）、5（1+4，读、执行）即10705，如下所示：

open("test", O_CREAT, 10705);

上述语句等价于：

open("test", O_CREAT, S_IRWXU | S_IROTH | S_IXOTH | S_ISUID );

如果文件打开成功，open 函数会返回一个文件描述符，以后对该文件的所有操作就可以通过对这个文

件描述符进行操作来实现。

3．读写

在文件打开以后，我们才可对文件进行读写，Linux 系统中提供文件读写的系统调用是read、write 函

数，如下所示：

int read(int fd, const void *buf, size_t length);

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

其中参数buf 为指向缓冲区的指针，length 为缓冲区的大小（以字节为单位）。函数read()实现从文件

描述符fd 所指定的文件中读取length 个字节到buf 所指向的缓冲区中，返回值为实际读取的字节数。

函数write 实现将把length 个字节从buf 指向的缓冲区中写到文件描述符fd 所指向的文件中，返回值为实际写入的字节数。

以 O_CREAT 为标志的open 函数实际上实现了文件创建的功能，因此，下面的函数等同creat()函数：

int open(pathname, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, mode);

4．定位

对于随机文件，我们可以随机地指定位置读写，使用如下函数进行定位：

int lseek(int fd, offset_t offset, int whence);

lseek()将文件读写指针相对whence 移动offset 个字节。

操作成功时，返回文件指针相对于文件头的位置。

参数whence 可以使用如下值。

SEEK_SET：相对文件开头。

SEEK_CUR：相对文件读写指针的当前位置。

SEEK_END：相对文件末尾。

offset 可取负值，例如下述调用可将文件指针相对当前位置向前移动5 个字节。

lseek(fd, -5, SEEK_CUR);

由于lseek 函数的返回值为文件指针相对于文件头的位置， 因此下列调用的返回值就是文件的长度：

lseek(fd, 0, SEEK_END);

5．关闭

当操作完成以后，就要关闭文件了，只要调用close 函数就可以了，其中fd 是要关闭的文件描述符。

int close(int fd);

例子

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#define LENGTH 100
main()
{
int fd, len;
char str[LENGTH];
/*创建并打开文件 */
fd = open("hello.txt", O_CREAT | O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);

if (fd)
{
write(fd, "Hello World", strlen("Hello World")); /*写入字符串 */
close(fd);
}

fd = open("hello.txt", O_RDWR);
len = read(fd, str, LENGTH); /* 读取文件内容 */
str[len] = '\0';
printf("%s\n", str);
close(fd);
}

编译并运行，执行结果为输出“Hello World”。

5.1.2 C 库函数的文件操作

1．创建和打开

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

fopen()实现打开指定文件filename，其中的mode 为打开模式，C 库函数中支持的打开模式如表5.3 所

示。

表5.3 C库函数文件打开标志

标志 含 义

r、rb 以只读方式打开

w、wb 以只写方式打开。如果文件不存在，则创建该文件，否则文件被截断

a、ab 以追加方式打开。如果文件不存在，则创建该文件

r+、r+b、rb+ 以读写方式打开

w+、w+b、wh+ 以读写方式打开。如果文件不存在，则创建新文件，否则文件被截断

a+、a+b、ab+ 以读和追加方式打开。如果文件不存在，则创建新文件

其中 b 用于区分二进制文件和文本文件，这一点在DOS、Windows 系统中是有区分的，但Linux 系统

不区分二进制文件和文本文件。

2．读写

C 库函数支持以字符、字符串等为单位，支持按照某种格式进行文件的读写，这一组函数为：

int fgetc(FILE *stream);

int fputc(int c, FILE *stream);

char *fgets(char *s, int n, FILE *stream);

int fputs(const char *s, FILE *stream);

int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);

int fscanf (FILE *stream, const char *format, ...);

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);

size_t fwrite (const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);

fread()实现从stream 中读取n 个字段，每个字段为size 个字节，并将读取的字段放入ptr 所指的字符

数组中，返回实际已读取的字段数。在读取的字段数小于num 时，可能是在函数调用时出现错误，也可能

是读到文件的结尾。所以要通过调用feof()和ferror()来判断。

write()实现从缓冲区ptr 所指的数组中把n 个字段写到stream 中，每个字段长为size 个字节，返回实

际写入的字段数。

另外，C 库函数还提供了读写过程中的定位能力，这些函数包括：

int fgetpos(FILE *stream, fpos_t *pos);

int fsetpos(FILE *stream, const fpos_t *pos);

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

3．关闭

利用C 库函数关闭文件依然是很简单的操作，如下所示：

int fclose (FILE *stream);

例程：将第 5.1.1 节中的例程用C 库函数来实现，如代码清单5.2 所示。

1 #include <stdio.h>

2 #define LENGTH 100

3 main()

4 {

5 FILE *fd;

6 char str[LENGTH];

7

8 fd = fopen("hello.txt", "w+"); /* 创建并打开文件 */

9 if (fd)

10 {

11 fputs("Hello World", fd); /* 写入字符串 */

12 fclose(fd);

13 }

14

15 fd = fopen("hello.txt", "r");

16 fgets(str, LENGTH, fd); /* 读取文件内容 */

17 printf("%s\n", str);

18 fclose(fd);

19 }

总结：

以前只知道各个不同的环境中使用不同的文件打开方式，看完这个才明白原来是属于不同的封装层次。

文件操作分为 系统API接口，C库函数（当然还有MFC的CFile类）