Linux/Unix中系統級IO

Linux/Unix I/O：將裝置對映為檔案的方式，允許Unix核心引出一個簡單、低階的應用介面。

Linux/Unix IO的系統呼叫函數很簡單，它只有5個函數：open(開啟)、close(關閉)、read(讀)、write(寫)、lseek(定位)。但是系統IO呼叫開銷比較大，一般不會直接呼叫，而是通過呼叫Rio包進行健壯地讀和寫，或者呼叫C語言的標準I/O進行讀寫。儘管如此，Rio包和標準IO也都是封裝了unix I/O的，所以學習系統IO的呼叫才能更好地理解高階IO的原理。

1、開啟檔案 返回一個小的非負整數，即描述符。用描述符來標識檔案。每個進程都有三個開啟的檔案：標準輸入（0）、標準輸出（1）、標準錯誤（2）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open(char *filename, int flags, mode_t mode);
        //返回：若成功則為新檔案描述符，若出錯為-1

flags:進程打算如何存取檔案

O_RDONLY:唯讀    O_WRONLY:只寫    O_RDWR:可讀可寫

也可以是一個或更多位掩碼的或：

O_CREAT:如檔案不存在，則建立

O_TRUNC：如果檔案已存在，則截斷

O_APPEND:每次寫操作，設定k到檔案結尾

mode:指定新檔案的存取許可權位

每個進程都有一個umask，通過呼叫umask函數設定。所以檔案的許可權為被設定成mode & ~umask

2、改變當前檔案位置  從檔案開頭起始的位元組偏移量。系統核心保持一個檔案位置k，對於每個開啟的檔案，起始值為0。應用程式執行seek，設定當前位置k，通過呼叫lseek函數，顯示地修改當前檔案位置。

3、讀寫檔案。讀操作：從檔案拷貝n個位元組到記憶體，從當前檔案位置k開始，將k增加到k+n，對於一個大小為m位元組的檔案，當k>=m時，讀操作觸發一個EOF的條件。寫操作：從記憶體拷貝n個位元組到檔案，k更新為k+n

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
            //返回：若成功則為讀的位元組數，若EOF則為0，若出錯為-1.

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);
            //返回：若成功則為寫的位元組數，若出錯則為-1.

read函數：從描述符為fd的當前檔案位置拷貝至多n個位元組到記憶體位置buf。返回-1表示一個錯誤，返回0表示EOF，否則返回實際讀取的位元組數。

write函數：從記憶體位置buf拷貝至多n個位元組到描述符fd的當前檔案位置。

Ps:ssize_t與size_t區別：size_t：unsigned int，ssized_t：int。

4、關閉檔案：核心釋放檔案開啟時建立的資料結構，並恢復描述符到描述符池中，進程通過呼叫close函數關閉一個開啟的檔案。關閉一個已關閉的描述符會出錯。

#include <unistd.h>

int close(int fd);
                //返回：若成功則為0，若出錯則為-1.

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