笔记八：linux系统编程之IO

笔记：linux系统编程之IO

应用层     内核层     硬件层

应用层：数据结构 、java、android、C、C++，C#；

l
inux高级编程：涉及内核为应用层提供接口函数；

内核五大功能：

文件管理

进程管理

设备管理

内存管理

网络管理

printf显示原理：显示器属于硬件，内核主要通过驱动程序写到内核，printf想进入内核，必须通过内核提供的接口函数（write）进入内核，让内核通过驱动将要显示的结果在硬件上显示。

内核编程：驱动程序的学习

内核为什么要提供那些接口？

1.内核必须要为应用程序服务，应用程序没有内核服务，则应用程序功能单一；

2.内核是一个稳定的代码，同时要为多个用户空间服务，为了防止用户空间某些程序使内核代码奔溃或者产生其他问题

IO：

文件IO

标准IO

目录IO

进程：

进程控制

线程

进程通信（有名管道、无名管道、信号、IPC通信）

网络通信：仍属于进程通信，它是一个网络中二台机器之间的二个进程之间的通信；

文件IO

open函数

write函数

read函数

open函数   ---打开或者创建一个文件

open（char *, flag, mode）在fcntl.h文件中声明。函数的作用：创建或打开某个文件，参数：最多有三个参数;

第一个参数，char * 包含有文件名和路径

第二个参数：flag 打开文件的方式

第三个参数：mode 创建文件的权限。

• flag内容如下：

flag	功能
O_RDONLY	只读
O_WRONLY	只写
O_RDWR	读写

O_CREAT	创建一个文件
O_EXCL	如果使用 O_CREAT 时文件存在，则可返回错误消息。这一   参数可测试文件是否存在。
O_TRUNC	打开文件（会把已经存在的内容给删除）。
O_APPEND	追加方式打开文件（不会把已经存在的内容给删除）。

 返回值：

成功：文件描述符，它是一个非负的正整数，即文件的ID号，相当于人的身份证号；

出错：-1。

Open 函数创建文件时的权限是：

== mode & (~umask)

B111 111 111 & ~(B 000 010 010)  =  B 111 101 101

内核的一个重要功能是文件管理，系统有非常多的文件，内核怎样认识每一个文件呢？内核采用ID号的方式标识这些文件，inode 号，node号表示不同的文件，比如ls  –lai   i，只要文件不一样，inode号就不一样。

ID号有什么规律呢？

    从
0
开始累加，程序进行时（进程），内核会自动打开
3
个文件描述符，
0
，
1
，
2
，分别对应，标准输入、输出和出错，这样在程序中，每打开一个文件，文件描述符值从
3
开始累加。 

 
0：键盘输入

  1：显示器输入

  2：出错处理

1. write(int fd, void *buf, size_t count )：

第一个参数：向哪一个文件中去写；第二个参数：向这个文件中写什么内容；第三个参数：向这个文件中写多少个。函数的返回值：是实际写的字节数。

返回值：是实际写的字节数

1. read(int fd, void *buf, size_t count)

第一个参数：从哪一个文件中去读；第二个参数：读到什么地方去；第三个参数：读多少个。函数的返回值：是实际读的字节数。

返回值：是实际读的字节数

1. lseek(int fd, off_t offset, int whence)，该函数的头文件： sys/types.h  unistd.h

功能：调整读写的位置指针；

第一个参数：要调整的文件的文件描述符；

第二个参数：偏移量，每一读写操作所需要移动的距离，单位是字节的数量，可正可负（向前移，向后移）；

第三个参数：当前位置的基点，有三个标志，

SEEK_SET：当前位置为文件的开头，新位置为偏移量的大小；

SEEK_CUR：当前位置为文件指针的位置，新位置为当前位置加上偏移量。

SEEK_END：当前位置为文件的结尾，新位置为文件的大小加上偏移量的大小。函

数的

返回值：成功：文件当前的位置，出错：-1。

1. close(fd)，

调用close()函数可以关闭一个打开的文件。

调用成功返回0，出错返回-1，并设置errno；

注：当一个进程终止时，该进程打开的所有文件都由内核自动关闭；

例子：拷贝文件==》cp命令的实现

#include "unistd.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdio.h"
int main()
{
  int fd;
  int ret,readret;
  char buf[]="hello linux\n";
  char readbuf[128]={0};
  fd=open("./a.c",O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL,0777);
  if(fd < 0)
  {
      printf("creat file a.c failure\n");
      return -1;
  }
  printf("creat file a.c sucess,fd=%d\n",fd);
  ret=write(fd,buf,8);
  printf("write ret=%d\n",ret);
  // change read_write_pointer
  lseek(fd,-4,SEEK_END);
  readret=read(fd,readbuf,128);
  printf("readbuf=%s,readret=%d\n",readbuf,readret);
  close(fd);
  return 0;
}