open/read/write/close等文件系统调用接口说明

一.open/read/write/close等文件系统调用接口说明

1.open函数介绍：
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参数介绍:
pathname:要打开或创建的目录文件。
flags:打开文件时，可以传入多个参数选项。
参数：

O_RONLY:只读打开。
O_WRONLY：只写打开。
O_RDWR:读写打开
前面三个常量，只能指定一个。
O_CREAT：若文件不存在，则创建它。需要用mode设置权限。
O_APPEND：追加写。
mode：当文件不存在，需要open创建文件，mode表示默认权限 ，否则使用两个参数的open

返回值：
成功：返回新打开的文件描述符。
失败：返回-1。

文件权限标志：
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文件权限标志也可以使用加权数字表示，这组数字被称为umask变量，它的类型是mode_t，是一个无符号八进制数。umask变量的定义方法如表：

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2.read函数

//函数原型
ssize_t read（int fd，void *buf，size_t count）;

注释：
（1）函数说明：是从 fd所描述的打开文件中读取 buf所指缓冲区中的 n个字节。
（2）参数说明：
fd：文件描述符，用来指向要操作的文件的文件结构体
buf：一块内存空间
count：请求读取的字节数，读上来的数据保存在缓冲区buf中，同时文件的当前读写位置向后移。
ssize_t ：有符号整型
（3）返回值：成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，如果在调用read之前已到达文件末尾，则这次read返回0。

注意：读操作从文件的当前位移量处开始，在成功返回之前，该位移量增加实际读的字数。

3.write函数

//函数原型
ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t count);

注释：
（1）函数说明：将 buf所指向的缓冲区的 n字节写入 fd 所描述的打开文件中
（2）参数说明：
fd：文件指针
buf：写入的数据保存在缓冲区buf中，同时文件的当前读写位置向后移
count：请求写入的字节数
（3）返回值：成功返回写入的字节数，出错返回-1并设置errno写常规文件时，write的返回值通常等于请求写的字节数count，而向终端或者网络写则不一定。

4.close函数

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注释：
（1）函数说明：关闭指定文件
（2）参数解释：fd—文件描述符，用来指向要操作的文件的文件结构体
（3）返回值：若成功返回0，出错返回-1；

注意：关闭一个文件时也释放该进程加在该文件上的所有记录锁，当一个进程终止时，它所有的打开文件都由内核自动关闭。

二、对比fd与FILE结构体

1.文件描述符fd

概念：文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。在程序设计中，一些涉及底层的程序编写往往会围绕着文件描述符展开。

习惯上，标准输入（standard input）的文件描述符是 0，标准输出（standard output）是 1
标准错误（standard error）是 2。 
0,1,2对应的物理设备一一般是:键盘，显示器，显示器。

查看当前最大打开文件描述符数：
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修改当前用户环境下的最大打开文件描述符数（临时更改）：
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2.FILE结构体

struct FILE
{
    char *_ptr;//文件输入的下一个位置
    int _cnt;//当前缓冲区的相对位置
    char *_base;//指基础位置（文件的起始位置）
    int _flag;//文件标志
    int _file;//文件的有效性验证
    int _charbuf;//检查缓冲区状况，如果缓冲区则不读取
    int _bufsiz;//文件的大小
    char *_tmpfname;//临时文件名
};

3.（FILE*）文件指针

文件指针指向进程用户区中一个被叫做FILE结构的结构数据。 
FILE结构包括一个缓冲区和一个文件描述符 。而文件描述符是文件描述符表的一个索引； 
因此从某种意义上说文件指针就是句柄的句柄（在Windows系统上，文件描述符被称作文件句柄）。

4.文件描述符与文件指针的区别

（1）文件描述符fd只是一个非负整数，在open时产生，起到一个索引的作用
进程通过PCB中的文件描述符表找到该fd所指向的文件指针file。 
（2）open函数返回的是一个文件描述符，内核会在每个进程空间中维护一个文件描述符表
所有打开的文件都将通过此表中的文件描述符来引用； 
（3）fopen函数返回的是一个文件指针（FILE*），FILE结构是包含有文件描述符的
fopen可以看做是open（fd直接操作的系统调用）的封装，它的优点是带有I/O缓存

纵向对比fd与FILE结构体 :

文件描述符（fd）
我们都知道在Linux下一切皆文件。当然设备也不例外，如果要对某个设备进行操作，就不得不打开此设备文件，打开文件就会获得该文件的文件描述符fd( file discriptor), 它就是一个很小的整数，每个进程在PCB中都有一个指针*files，指向一张表files_struct，表中包含一个指针数组，每个元素都是指向打开文件的指针。文件描述符就是这个表的索引，即为该数组的下标。
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文件描述符分配规则：在 file_struct数组中，找到当前没有被使用的最小下标，作为一个新的文件描述符。
下面来举例证明：

当close(0)时，输出结果为fd:0。
分析图如下：

注意：一般情况下，file_struct数组下标的 0,1,2 分别被标准输入（键盘），标准输出（显示器），标准错误（显示器）占用，只有当调用close()函数，关闭掉某个下标，fd才会是0或1，或2.若没有被关闭的，fd会是3。
其次，由于数组下标没有负数，所以fd也不会是负数。
所以，通过上面的介绍，可以知道，fd的本质其实就是一个表示数组下标的小整数。

fopen 的操作
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函数fopen()就是返回打开文件的指针；如果操作失败，返回空指针null。

稍后补充……….