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Linux下文件的操作

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Linux下文件的操作

阿龙 整理

1.文件的创建和读写
  当我们需要打开一个文件进行读写操作的时候,我们可以使用系统调用函数open.使用完成以后我们调用另外一个close函数进行关闭操作.
    int open(const char *pathname,int flags);
    int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);
    int close(int fd);
  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,缺省是认为在当前路径下面).flags可以去下面的一个值或者是几个值的组合.
    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.
  前面三个标志只能使用任意的一个.如果使用了O_CREATE标志,那么我们要使用open的第二种形式。还要指定mode标志,用来表示文件的访问权限。mode可以是以下情况的组合.
    ————————————————-
    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 设置用户执行ID S_ISGID 设置组的执行ID
    ————————————————-
  我们也可以用数字来代表各个位的标志.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,
    最后一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(什么也没有)或者是这几个值的和. 比如我们要创建一个用户读写执行,组没有权限,其他人读执行的文件。设置用户ID位那么我们可以使用的模式是–1(设置用户ID)0(组没有设置)7(1+2+4)0(没有权限,使用缺省)5(1+4)即10705:
    open("temp",O_CREAT,10705);
  如果我们打开文件成功,open会返回一个文件描述符.我们以后对文件的所有操作就可以对这个文件描述符进行操作了.
  当我们操作完成以后,我们要关闭文件了,只要调用close就可以了,其中fd是我们要关闭的文件描述符.
  文件打开了以后,我们就要对文件进行读写了.我们可以调用函数read和write进行文件的读写.
    ssize_t read(int fd, void *buffer,size_t count);
    ssize_t write(int fd, const void *buffer,size_t count);
  fd是我们要进行读写操作的文件描述符.
  buffer是我们要写入文件内容或读出文件内容的内存地址.
  count是我们要读写的字节数.
  对于普通的文件read从指定的文件(fd)中读取count字节到buffer缓冲区中(记住我们必须提供一个足够大的缓冲区),同时返回count.
  如果read读到了文件的结尾或者被一个信号所中断,返回值会小于count.
  如果是由信号中断引起返回,而且没有返回数据,read会返回-1,且设置errno为EINTR.
  当程序读到了文件结尾的时候,read会返回0.
  write从buffer中写count字节到文件fd中,成功时返回实际所写的字节数.
  下面我们学习一个实例,这个实例用来拷贝文件,该程序已检测通过
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <stdio.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <errno.h>
  #include <string.h>

  #define BUFFER_SIZE 1024

  int main(int argc,char **argv)
  {

    int from_fd,to_fd;
    int bytes_read,bytes_write;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    char *ptr;

    if(argc!=3)
    {
      fprintf(stderr,"Usage:%s fromfile tofilena",argv[0]);
      exit(1);
    }

    if((from_fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
    {
      fprintf(stderr,"Open %s Error:%sn",argv[1],strerror(errno));
      exit(1);
    }

    if((to_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)
    {
      fprintf(stderr,"Open %s Error:%sn",argv[2],strerror(errno));
      exit(1);
    }

    while(bytes_read=read(from_fd,buffer,BUFFER_SIZE))
    {
      if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR)) break;
      else if(bytes_read>0)
      {
        ptr=buffer;
        while(bytes_write=write(to_fd,ptr,bytes_read))
        {
          if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break;
          else if(bytes_write==bytes_read) break;
          else if(bytes_write>0)
          {
            ptr+=bytes_write;
            bytes_read-=bytes_write;
          }
        }
        if(bytes_write==-1)break;
      }
    }
    close(from_fd);
    close(to_fd);
    exit(0);
  }

2.文件的各个属性
  文件具有各种各样的属性,除了我们上面所知道的文件权限以外,文件还有创建时间,大小等等属性.有时侯我们要判断文件是否可以进行某种操作(读,写等等).这个时候我们可以使用access函数.
    int access(const char *pathname,int mode);
  pathname是文件名称,
  mode是我们要判断的属性.可以取以下值或者是他们的组合.
  R_OK文件可以读,W_OK文件可以写,X_OK文件可以执行,F_OK文件存在.
  当我们测试成功时,函数返回0,否则如果有一个条件不符时,返回-1.
  如果我们要获得文件的其他属性,我们可以使用函数stat或者fstat.
    int stat(const char *file_name,struct stat *buf);
    int fstat(int filedes,struct stat *buf);

  struct stat
  {
    dev_t st_dev;       /* 设备 */
    ino_t st_ino;       /* 节点 */
    mode_t st_mode;      /* 模式 */
    nlink_t st_nlink;     /* 硬连接 */
    uid_t st_uid;       /* 用户ID */
    gid_t st_gid;       /* 组ID */
    dev_t st_rdev;       /* 设备类型 */
    off_t st_off;       /* 文件字节数 */
    unsigned long st_blksize; /* 块大小 */
    unsigned long st_blocks;  /* 块数 */
    time_t st_atime;      /* 最后一次访问时间 */
    time_t st_mtime;      /* 最后一次修改时间 */
    time_t st_ctime;      /* 最后一次改变时间(指属性) */
  };
  stat用来判断没有打开的文件,而fstat用来判断打开的文件.我们使用最多的属性是st_mode.通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录,连接等等.可以使用下面几个宏来判断.
  S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接.
  S_ISREG是否是一个常规文件.
  S_ISDIR是否是一个目录.
  S_ISCHR是否是一个字符设备.
  S_ISBLK是否是一个块设备.
  S_ISFIFO是否是一个FIFO文件.
  S_ISSOCK是否是一个SOCKET文件.

3.目录文件的操作
  在我们编写程序的时候,有时候会要得到我们当前的工作路径。C库函数提供了getcwd来解决这个问题。
    char *getcwd(char *buffer,size_t size);
  我们提供一个size大小的buffer,getcwd会把我们当前的路径考到buffer中.如果buffer太小,函数会返回-1和一个错误号.
  Linux提供了大量的目录操作函数,我们学习几个比较简单和常用的函数:
    int mkdir(const char *path,mode_t mode);
    DIR *opendir(const char *path);
    struct dirent *readdir(DIR *dir);
    void rewinddir(DIR *dir);
    off_t telldir(DIR *dir);
    void seekdir(DIR *dir,off_t off);
    int closedir(DIR *dir);

    struct dirent
    {
      long d_ino;
      off_t d_off;
      unsigned short d_reclen;
      char d_name[NAME_MAX+1]; /* 文件名称 */
    }
  mkdir:很容易就是我们创建一个目录.
  opendir:打开一个目录为以后读做准备.
  readdir:读一个打开的目录.
  rewinddir:是用来重读目录的,和我们学的rewind函数一样.
  closedir:是关闭一个目录.
  telldir和seekdir类似与ftell和fseek函数.

  下面我们开发一个小程序,这个程序有一个参数.如果这个参数是一个文件名,我们输出这个文件的大小和最后修改的时间,如果是一个目录我们输出这个目录下所有文件的大小和修改时间.
  static int get_file_size_time(const char *filename)
  {
    struct stat statbuf;
    if(stat(filename,&statbuf)==-1)
    {
      printf("Get stat on %s Error:%sn",
        filename,strerror(errno));
      return(-1);
    }
    if(S_ISDIR(statbuf.st_mode))return(1);
    if(S_ISREG(statbuf.st_mode))
      printf("%s size:%ld bytestmodified at %s",
        filename,statbuf.st_size,ctime(&statbuf.st_mtime));
    return(0);
  }

  int main(int argc,char **argv)
  {
    DIR *dirp;
    struct dirent *direntp;
    int stats;
    if(argc!=2)
    {
      printf("Usage:%s filenamena",argv[0]);
      exit(1);
    }
    if(((stats=get_file_size_time(argv[1]))==0)||(stats==-1))
  exit(1);
    if((dirp=opendir(argv[1]))==NULL)
    {
      printf("Open Directory %s Error:%sn",
        argv[1],strerror(errno));
      exit(1);
    }
    while((direntp=readdir(dirp))!=NULL)
      if(get_file_size_time(direntp-br> closedir(dirp);
        exit(1);
  }

4.管道文件
  Linux提供了许多的过滤和重定向程序,比如more cat等等.还提供了< > | <<等等重定向操作符.在这些过滤和重定向程序当中,都用到了管道这种特殊的文件.系统调用pipe可以创建一个管道.
    int pipe(int fildes[2]);
  pipe调用可以创建一个管道(通信缓冲区).当调用成功时,我们可以访问文件描述符fildes[0],fildes[1].其中fildes[0]是用来读的文件描述符,而fildes[1]是用来写的文件描述符.
  在实际使用中我们是通过创建一个子进程,然后一个进程写,一个进程读来使用的.

  #define BUFFER 255

  int main(int argc,char **argv)
  {
    char buffer[BUFFER+1];
    int fd[2];
    if(argc!=2)
    {
      fprintf(stderr,"Usage:%s stringna",argv[0]);
      exit(1);
    }
    if(pipe(fd)!=0)
    {
      fprintf(stderr,"Pipe Error:%sna",strerror(errno));
      exit(1);
    }
    if(fork()==0)
    {
      close(fd[0]);
      printf("Child[%d] Write to pipena",getpid());
      snprintf(buffer,BUFFER,"%s",argv[1]);
      write(fd[1],buffer,strlen(buffer));
      printf("Child[%d] Quitna",getpid());
      exit(0);
    }
    else
    {
      close(fd[1]);
      printf("Parent[%d] Read from pipena",getpid());
      memset(buffer,’’,BUFFER+1);
      read(fd[0],buffer,BUFFER);
      printf("Parent[%d] Read:%sn",getpid(),buffer);
      exit(1);
    }
  }

  为了实现重定向操作,我们需要调用另外一个函数dup2.
    int dup2(int oldfd,int newfd);
  dup2将用oldfd文件描述符来代替newfd文件描述符,同时关闭newfd文件描述符.也就是说,所有向newfd操作都转到oldfd上面.下面我们学习一个例子,这个例子将标准输出重定向到一个文件.

  #define BUFFER_SIZE 1024

  int main(int argc,char **argv)
  {
    int fd;
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    if(argc!=2)
    {
      fprintf(stderr,"Usage:%s outfilenamena",argv[0]);
      exit(1);
    }
    if((fd=open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)
    {
      fprintf(stderr,"Open %s Error:%sna",argv[1],strerror(errno));
      exit(1);
    }
    if(dup2(fd,STDOUT_FILENO)==-1)
    {
      fprintf(stderr,"Redirect Standard Out Error:%sna",strerror(errno));
      exit(1);
    }
    fprintf(stderr,"Now,please input string");
    fprintf(stderr,"(To quit use CTRL+D)n");
    while(1)
    {
      fgets(buffer,BUFFER_SIZE,stdin);
      if(feof(stdin))break;
      write(STDOUT_FILENO,buffer,strlen(buffer));
    }
    exit(0);
  }

5.其他文件操作函数

详见 http://www.dragon-2008.com/Linux/ARTICLE/LinuxFile.htm

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