[系统运维]Linux下的文件操作----低级文件操作

Linux下的文件操作----低级文件操作

基于文件描述符的文件操作，无缓冲区，也称为低级文件的操作，属于底层文件系统

一、open()；函数

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

函数功能：该函数的作用是打开已存在的文件 ； 或者创建一个文件；又或者文件存在就打开，不存在就创建；具体功能由参数决定。

1、参数解释：

1. pathname ： 代表文件的路径

2. flags：文件状态控制符，它的作用是：

   • 规定文件的读写权限 O_RDONLY （仅可读） O_WRONLY（仅可写）, O_RDWR（可读可写），而且只能包含三者中的一个

   • 创建文件，当这个文件不存在时你可以通过O_CREAT创建文件

   • 除了上面提到的它还有很多可用参数如： O_DIRECTORY, O_EXCL, O_NOCTTY, O_NOFOLLOW, O_TMPFILE, O_TRUNC等等，我们可以对他们进行组合使用，例如：

     ? 当我们不知道一个文件存不存在，还需要可读可写的权限时，我们可以这样配置：open(“/home/a.txt”, O_RDWR| O_CREAT); ，这样的话，如果文件不存在，则创建该文件，如果文件存在就读取该文件。

     为什么要进行 按位或运算 呢？请看下图

     

因为他们实质上是一个16进制数字，他们的每一个二进制位代表着不同的权限 。

这里我们要说一下文件的权限问题，文件的权限对于用户来说是分级的，对于每一级用户(文件属主、同组用户、其他用户)，可能有不同的权限，如果你是文件的创建者（文件属主）你可能有可读、可写、可执行的的权限，同组用户和其它用户不一定有这些权限，如果不设置这个权限，系统会提供一个默认权限，这个系统默认权限，可能比你的权限还低。就拿刚才举的例子：用 open(“/home/a.txt”, O_RDWR| O_CREAT); 我的程序创建一个文件后，当我重新运行程序时，我们想当然地认为可以读取a.txt这个文件，其实在我第二次运行的时候是不能读取的！ 也就是说如果我不设置我的文件的用户权限级别，我在创建该文件后，我就不能对该文件进行读写！因为我的用户权限级别，被拉低到了系统默认级别（可以理解为：因为我没设置，所以系统总要提供一个默认值，但这个默认值的权限太低了）。

那我们如何设置？

int open(const char *pathname, int flags); 该函数没有对应参数，但是 int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); 有相应参数，下面会讲。

2、返回值

open函数的返回值如果操作成功，它将返回一个文件描述符，可通过这个描述符对文件进行读写，如果操作失败，它将返回-1。

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

这里仅讲解mode参数的作用 ，mode参数就是来设置用户权限的，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）.

什么是umask值呢？这里引用他人的解释

源引地址1： https://zhidao.baidu.com/question/143402104.html

我们创建文件的默认权限是怎么来的？如何改变这个默认权限呢？
umask是什么？ 当我们登录系统之后创建一个文件总是有一个默认权限的，那么这个权限是怎么来的呢？这就是umask干的事情。umask设置了用户创建文件的默认权限，它与chmod的效果刚好相反，umask设置的是权限“补码”，而chmod设置的是文件权限码。一般在/etc/profile、$ [HOME]/.bash_profile或$[HOME]/.profile中设置umask值。 如何计算umask值？ umask命令允许你设定文件创建时的缺省模式，对应每一类用户(文件属主、同组用户、其他用户)存在一个相应的umask值中的数字。对于文件来说，这一数字的最大值分别是6。系统不允许你在创建一个文本文件时就赋予它执行权限，必须在创建后用chmod命令增加这一权限。目录则允许设置执行权限，这样针对目录来说，umask中各个数字最大可以到7。 该命令的一般形式为：umask nnn 其中nnn为umask置000 - 777。 我们只要记住umask是从权限中“拿走”相应的位即可。 如：umask值为022，则默认目录权限为755，默认文件权限为644。

源引地址2：https://blog.csdn.net/weixin_30395665/article/details/116652907

umask值用于设置用户在创建文件时的默认权限，当我们在系统中创建目录或文件时，目录或文件所具有的默认权限就是由umask值决定的。

对于root用户，系统默认的umask值是0022；对于普通用户，系统默认的umask值是0002。执行umask命令可以查看当前用户的umask值。

? 下图是我当前用户的 umask值 是 0002

? 图1

上面说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）. 例如我给我的文件设置为如下参数：

fd=open("a.txt",O_RDWR|O_CREAT,0666);

0666 - 0002 = 0664 ，我们将得出的结果换成2进制，并结合图2—文件信息的含义、图3，来解释0664 的意义。如图4所示：

? 图2

? 图3

? 图4

也可以在创建文件后再对文件的用户权限通过chmod进行修改

chmod 777 /home/FunctionWork/file1.c

将文件file.c 的权限提升到所有用户（可读可写可执行）

二、write();函数

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

函数功能：是向文件里写数据

1、参数解释

1. fd 是文件的描述符，是open() 函数的返回值
2. buf 是将buf里的内容写入到fd 所指的文件里，写入count个字节。 解释：void* 类型的指针什么意思？你可以把它理解为万能指针，即什么类型的指针都能接受，传什么指针就是什么指针。
3. count 一次写入到文件里的字节数

2、返回值

返回写入文件的字节数

ssize_t 其实是 long类型，只不过开发人员为了提高可读性用typedef 把long 重命名为了 ssize_t

三、lseek();函数

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

函数功能：我们打开一个文件无非是对文件进行读或者写，这就需要一个读写位置，一般情况下是从文件的开头开始读写，但如果是追加模式的话（O_APPEND），读写位置会指向文件末尾。如果我们想自己指定位置进行文件的读写操作，就可以用lseek();函数。

1、参数解释

1. fildes 是文件标识符

2. offset 读写位置的偏移量，根据whence来确定偏移方式

3. whence 设定偏移方式的参数，有以下三个参数可供选择：

   ? 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

   例如：

   ? 设置读写位置在文件开头：lseek ( int fildes , 0 , SEEK_SET )；

   ? 将读写位置移到文件末尾：lseek ( int fildes，0,SEEK_END )；

   ? 获取前读写位置：lseek ( int fildes，0,SEEK_CUR )；

值得注意的是：当偏移方式选择SEEK_CUR 时，如果我们进行写之后再进行读，此时读的位置是接续写的位置继续往后偏移的，先读再写也是一样的。可以通过关闭文件再重新打开文件来解决。

2、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 .

四、read();函数

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

函数功能：从文件里读取数据

1、参数解释

1. fd 文件标识符
2. buf 接受数据的指针，即将读取的数据存到buf所指向的地址空间，关于void* 什么意思在上面write函数部分已经提到过
3. count 从文件中一次读取count个字节

2、返回值

返回读取了多少个字节

代码示例

将数据写入文件再读出来，具体代码如下：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>


int main(int argc,char *argv[])
{
	int fd=-1;
	char buf[100]={0};
	char writebuf[20]="you are beautiful!";
	int ret=-1;


	fd=open("a.txt",O_RDWR|O_CREAT,0666);

	if(-1==fd)
	{
		printf("open error");
	}
	else
	{
		printf("open sucess,fd=%d.\n",fd);
	}

	ret=lseek(fd,0,SEEK_SET);
	ret=write(fd,writebuf,sizeof(writebuf));

	if(ret<0)
	{
		printf("write error\n");
	}
	else
	{
		printf("write sucess,write %d char .\n",ret);
	}

	ret=lseek(fd,0,SEEK_SET);
	ret=read(fd,buf,sizeof(writebuf));


	if(ret<0)
	{
		printf("read error\n");
	}
	else
	{
		printf("read %d byte .\n",ret);
		printf("the content are:[%s].\n",buf);
	}

	close(fd);
	return 0;
}