linux open write lseek的API和应用

1, open

#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);

• pathname：文件路径和名
• flags
  • 必选项
    • O_RDONLY：只读
    • O_WRONLY：只写
    • O_RDWR：读写
  • 可选项
    • O_APPEND
    • O_CREAT
      • O_EXCL
      • mode：如果是创建文件，则必须指定文件的权限，最好算出来的权限：mode & ~umask
• 返回值：返回最小的可用文件描述符，失败返回-1，并设置errno

例子：模拟touch命令

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

int main(int argc, char* argv[]){
  int fd = open(argv[1], O_RDONLY|O_CREAT|O_EXCL, 0666);
  close(fd);
  return 0;
}

0666 & ~0002 = 0664，所以创建出来的文件的权限是：-rw-rw-r--

2,read

#include <unistd.h>

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

• fd：文件描述符
• buf：读到哪里
• conut：读多少个字节
• 返回值
  • 失败返回-1，并设置errno
  • 成功返回实际读到的字节数
  • 0代表读到文件的末尾了

3，write

#include <unistd.h>

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

• fd：文件描述符
• buf：从哪里写
• conut：写多少个字节
• 返回值
  • 失败返回-1，并设置errno
  • 成功返回实际写出去的字节数
  • 0代表什么也没写进去

例子：模拟cat命令

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

int main(int argc, char* argv[]){
  int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
  char buf[64] = {0};
  int ret = 0;
  
  while((ret = read(fd, buf, sizeof buf)) > 0){
    write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
  }
  close(fd);
  return 0;
}

4,lseek

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

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

• fd：文件描述符
• offset：偏移的数量
• whence：从哪里开始偏移
  • SEEK_SET：文件描述符的开始位置
  • SEEK_CUR：文件描述符的当前位置
  • SEEK_END：文件描述符的末尾位置
• 返回值
  • 成功：返回当前位置到开始位置的长度
  • 失败：返回-1，并设置errno

例子1：把字符串“helloworld”写入一个文件，然后读取这个文件，把“helloworld”从文件中读取出来，并打印到终端。

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

int main(int argc, char* argv[]){
  int fd = open(argv[1], O_RDWR|O_CREAT, 0666);
  write(fd, "helloworld\n", 11);

  //这里必须使用lseek，来调整文件指针的位置，设置文件指针设置到文件的开始位置。
  lseek(fd, 0, SEEK_SET);
  char buf[20] = {0};
  int ret = read(fd, buf, sizeof buf);
  write(STDOUT_FILENO, buf, ret);
  
  close(fd);
  return 0;
}

read和write的内幕：虽然read和write的参数里没有，文件指针所在位置的参数，但是，执行read或者write后，文件指针所在位置会被自动调整到：【当前位置+读入或者写入的字节数】的位置。

例子2：计算文件的大小

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

int main(int argc, char* argv[]){
  int fd = open(argv[1], O_RDWR);
    
  //open后，文件指针的位置在文件开头
  //因为：lseek返回当前位置到开始位置的长度
  //所以用lseek移动到了文件末尾，这时lseek的返回值就是文件的大小
  int ret = lseek(fd, 0, SEEK_END);
  printf("file size:%d\n", ret);
  close(fd);
}

例子3：创建文件大小为1024的文件

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

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

  int fd = open(argv[1], O_WRONLY|O_CREAT, 0666);
  //打开后文件指针在文件的开始位置，然后从开始位置移动1023个字节，然后再调用write，
  //注意不调用后面的write的话，创建的文件的大小是为0的。
  lseek(fd, 1023, SEEK_SET);
  write(fd, "a", 1);
  close(fd);
  
}