第二章 文件管理

操作。终端即行缓冲区。
不带缓冲区：标准I/O库不对字符进行缓存。
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标准流
//come from stdio.h /*Standard streams. */
extern struct _IO_FILE *stdin; /*Standard input stream. */
extern struct _IO_FILE *stdout; /*Standard output stream. */ extern struct _IO_FILE *stderr; /*Standard error output stream. */ /*C89/c99 say they’re macros. Make them happy.*/ #define stdin stdin #define stdout stdout #define stderr stderr
文件描述符分别为0、1、2，对应的文件定义如下 //come fom /usr/include/unistd.h /*Standard file descriptors. */ #define STDIN_FILENO 0 /* Standard input. */
#define STDOUT_FILENO 1 /* Standard output. */
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打开文件
//come from /usr/include/bit/fcntl.h /*open/fcntl – O_SYNC is only implemented on blocks devices and on files located on an ext2 file system */ #define O_ACCMODE 0003 //主要访问权限位的低两 //位，用来测试权限用 #define O_RDONLY 00 #define O_WRONLY 01 #defein O_RDWR 02 #define O_CREAT 0100 #define O_EXCL 0200 //如果存在，返回错误 #define O_NOCTTY 0400 //终端控制信息 #define O_TRUNC 01000 #define O_APPEND 02000
Linux系统中“一切皆文件”。Linux操作系统是以文件为
基础而设计的，除了常规文件以外，目录、设备、管道等
都属于文件。
文件主要包含两方面的内容：一是文件本身所包含的数据；
另外就是文件的属性，也称为元数据，包括文件访问权限、 所有者、文件大小、创建日期等。
ANSI C中的文件处理库函数，采用了缓冲区机制，根据使
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输入输出示意图
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缓冲区主要功能
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文件流指针(ANSI C)
//come from /usr/include/stdio.h typedef struct _IO_FILE FILE; //come from /usr/include/libio.h strcuct _IO_FILE{ int _flags; char* _IO_read_ptr; /*Current read pointer*/ char* _IO_read_end; /*End of get are.*/ char* _IO_read_base; /*Start of putback+get area. */ char* _IO_write_base; /*Start of put area. */ char* _IO_write_ptr; /*Current put pointer.*/ char* _IO_write_end; /*End of put area. */ char* _IO_buf_base; /*Start of reserve area. */ char* _IO_buf_end; /*End of reserve area. */ …… int fileno; …… ｝
用需求的不同，可以选择使用全缓冲、行缓冲和无缓冲3种 缓冲区处理方式。
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缓冲区类型
全缓冲区：这种缓冲区默认大小为8192。在缓冲区满
或者显式调用刷新函数后才进行I/O系统调用操作。
行缓冲区：默认行缓冲区大小为128字节。当在遇到换
行符或者缓冲区满时，标准I/O库将执行I/O系统调用
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例一：进程的文件描述符
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> main() {
int fp1,fp2;
printf("stdin is :\t%d\n",fileno(stdin));
printf("stdout is :\t%d\n",fileno(stdout)); printf("stderr is :\t%d\n",fileno(stderr));
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例一· ：进程的文件描述符
if ( ( fp1=open ( "fileop.c“ , O_WRONLY ) ) == -1 ) perror("open"); perror("open"); exit(EXIT_FAILURE); exit(EXIT_FAILURE); { } }
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例二：将文件描述符转换为流对象
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/stat.h> main() int fd; { FILE *stream;
struct file_operations struct file_operations
进程信息 task_struct 打开文件列表 file_struct fd1=0 files fd1=1 fd1=2 fd1=3 fd1=4
V节点信息 I节点信息 „„
struct file_operations
#define STDERR_FILENO 2 /* Standard error output. */
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文件表结构图
每个打开的进程都拥有一个struct task_struct类型的私
有结构体，其中的成员files用来指向该进程打开的文 件列表。
文件列表中列出了当前进程打开的所有文件，每一项
说明
O_NOCTTY
O_TRUNC O_APPEND O_NONBLOCK O_NDELAY O_SYNC
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if ( ( fp2=open("fileno_exp.c",O_WRONLY ) ) == -1 ){ printf("fileop.c file is :\t%d\n",fp1); printf("fileno_exp.c file is :\t%d\n",fp2); close(fp1); return 0; } close(fp2);
内核态下，使用一个struct file类型的结构体来保存打
开文件的基本信息。该类型定义位于 /usr/src/kernel/’uname -r’/include/linux/fs.h
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标准设备的文件描述符(POSIX C)
任何进程在运行时，Linux将默认为其打开三个流对象，其
函数原型： #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h>
int open ( const char *pathname, int flags ); int open ( const char *pathname, int flags, mode_t mode ); 参数：pathname 要打开的文件名 flags 打开方式 mode 文件的存取权限 返回值：打开成功，返回打开文件的文件描述符 打开失败，返回-1
V节点信息 I节点信息 „„
struct file_operations
V节点信息 I节点信息 „„
struct file_operations
V节点信息 I节点信息 „„
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文件描述符与文件流的转换
/*Return the system file descriptor for STREAM. */ extern int fileno(FILE * __stream) 此函数以某个流对象为参数，返回该流的文件描述符值。如果失 败，将返回-1 。 fopen()将实现某个流与一个文件描述符相接。声明如下：
/* Create a new stream that refers to an existing system file descriptor. */
extern FILE *fdopen(int __fd, __const char* __modes) 此函数第一个参数为一个文件描述符，第二个参数为封装该流的 权限（即以何种方式打开fd的），如果执行成功，将返回一个流 对象。如果失败，将返回NULL。
指向一个struct file 类型的文件结构体，在struct file类 型结构体中，将指向对应的文件。
进程的文件表结构图如后页所示：