linux系统编程之文件与io(一)

经过了漫长的学习，C语言相关的的基础知识算是告一段落了，这也是尝试用写博客的形式来学习c语言，回过头来看，虽说可能写的内容有些比较简单，但是个人感觉是有史起来学习最踏实的一次，因为里面的每个实验都是自己亲自验证过的，我机智不算聪明，所以也没必要去校仿那些“大脑非常聪明”的理解能力很强的“高人”，也许我之前学的那些基础知识在别人来说可能也就一周就完全通了，甚至比你还要理解得透，那我只能“羡慕”，“羡慕”过后，还得去寻找属于自己的学习方法，不管什么形式，只要是最适全自己的就是“好”的，我还是会这种形式，一步一步去向我的目标迈进的，加油！

头一热，又发表了些许感言，算是给自己沉默的学习上的一种精神上的鼓励吧，今天开始，开始利用已学过的c来学习linux系统编程相关的东东，算是继续对c进行深入吧，言归正传： 

关于什么是linux系统编程，这里就不介绍了，相关的理论可以找相关资料进行查阅，对于程序员来说，只有代码是"最亲切"的，所以正式开始系统编程之前，先学一个东东:

错误处理:

 

下面以具体代码来说明下：

编译运行：

可见perror的出错信息的格式是固定的，不是太灵活，下面再看下更灵活打印错误的方式：

编译运行：

通过这个程序，我们可以看到，用fprintf(关于它的使用，随后会进行详述)可以自定义错误输出格式，会比perror更加灵活。

说明：linux中有很多错误代码，如下：

 

都可以通过strerror来将错误码转换成错误文本，上面程序已经看到了，下面再来试验一下另外一个错误码：

 

 

好了，下面正式进入文件与io:

什么是I/0：

对于I/0,我想学过编译的都不会陌生，这里就不多说了，下面简单总结下：

 

而对于linux来说，有两种类型的I/O：

文件描述符【这是新概念，需好好理解】:

我们知道对于ANSI C库来讲，平常操纵文件是FILE文件指针来描述的， 如：

FILE* fp;

 

说明：

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　实际上系统调用与ANSI C是一一对应的，只是描述不一样

系统调用:文件描述符,int类型	ANSI C:文件指针，FILE*类型
STDIN_FILENO	stdin
STDOUT_FILENO	stdout
STDERR_FILENO	stderror

 

文件描述符与文件指针相互转换:

对于系统调用中的文件描述符与ANSI C标准库中的文件指针可以通过以下函数进行转换：

编译运行：

至于文件描述符转换成文件指针，这时就不演示了，比较简单。

文件系统调用:

open系统调用:

用man查看下：

 

运行：

 

对于其错误输出，还可以perror来输出，篇章开头已经介绍过了,如下：

运行：

 

下面要对代码进行封装了，对于程序出错都需要输出错误信息，并且让程序退出，所以，可以将上面这种错误输出的方式定义为宏，方便其之后调用，如下：

 

运行，看效果：

 

但是，上面的这种宏定义还不够专业，下面这种方式是linux内核中会经常用到的，体现了专业，呵呵：

 

从上面这种打开方式来看，如果文件不存在时，是不会去创建的，那有没有当文件不存时主动去创建呢，其中open的第二个参数就是用来设定打开方式的：

这次编译运行：

关于打开方式，有下列几种：

下面还有另外一种打开文件的函数：

 对于这种打开方式，多了一个权限的参数，下面来看一下具体使用：

编译运行：

这里得对文件的权限进行说明一下，以便于理解这个权限参数：

理解了文件权限相关的知识，回到上面的程序来，我们在创建程序时，给定的文件权限是，也就是rw-rw-rw- ，但是从实际创建的文件来看，它的权限是：

这是为什么呢？这时需要解释一个新概念:umask

查看一下当前系统的umask是多少：

 

0666-0022=0644，就刚好是我们所看到的结果，但是注意，并非是真正意义上的相减运算，如果我们把权限改一下结果就不是这种公式推导出来的结果了：

先来按上面的公式来推算下创建文件的权限：0655-0022=0633，编译运行，见证事实啦：

可见，上面算权限的公式并非只是算术与umask相减，用简单的图来说明下umask的真正意义：

其实对于umask可以在程序中手动更改，我们可以将它设置为0,这样我们指定什么权限，最终文件创建就是什么权限了，如下：

 
编译运行：

目前我们以O_CREATE方式创建的文件，不管我们运行多少次，文件是否已经存在了，也是每次创建成功：

这时，如果想要不重复创建文件，则加上O_EXCL打开方式，再看下运行结果：

运行：

 

关于文件打开失败，有很多信息，这些全可以在open的帮助man里面找到，下面就对其中的某些错误进行一些解释：

那一个进程打开文件的最大数怎么查看呢？

一个系统打开文件的最大数又怎么查看呢？

 

另外，对于文件访问权限的指定除了直接输入数字之外，还能利用宏的方式创建，有如下权限组合：

实际上，查看open函数的帮助就有介绍：

下面以这种宏的方式来指定文件权限：

这时来查看下是否成功创建这种权限的文件：

 

close系统调用:

这个比较简单：

creat系统调用【很少用到，可完全被open代替】:

所以说，这个函数很少会用到，直接用open就可以，了解一下。

好了，今天先学到这，下节见！