步步LINUX C--文件I/O操作
熟悉linux系统的同学都知道，所有的设备在linux下都被当作文件来处理，因此了解文件的I/O操作是十分重要的。
1/具体来说，有以下几种文件类型（控制台ls -l命令的第一列即为文件类型）：
| 符号 | 类型 | 符号 | 类型 |
| s | 套接字文件 | d | 目录文件 |
| l | 链接文件 | b | 块设备文件 |
| c | 字符设备文件 | p | 管道文件 |
| - | 普通文件 |
| 类型 | 文件描述符 | 说明 |
| 标准输入 | 0 | 它是命令的输入，默认是键盘，也可以是文件或其他命令的输出。使用'<'或'0<'符号进行重定向。 |
| 标准输入 | 1 | 它是命令的输出，默认是屏幕，也可以是其他文件。使用'>'或'1>'符号进行重定向。 |
| 标准出错 | 2 | 它是命令出错信息的输出，默认是屏幕，也可以是其他文件。使用'2>'符号进行重定向。 |
2/LINUX通过文件权限，来管理文件的读/写/执（wrx）行权限。
3/文件操作函数总结：
在开始列写具体函数之前，我们首先列出文件I/O中的常用参数表：
flag参数（头文件：fcntl.h）
| 取值 | 含义 |
| O_RDONLY | 以只读方式打开文件 |
| O_WRONLY | 以只写方式打开文件 |
| O_RDWR | 以读写方式打开文件 |
| O_CREAT | 若要打开的文件不存在，则创建一个。权限在mode参数中说明 |
| O_EXCL | 与O_CREAT配合使用以验证一个文件是否存在 |
| O_TRUNC | 如果文件存在，且以只读或只写方式打开，则将其长度截短为0 |
| O_NOCTTY | 如果文件描述符指向终端设备，则不将此设备分配为此进程控制终端 |
| O_APPEND | 写入时追加到文件结尾 |
| O_NONBLOCK | 将后续的I/O操作设置为非阻塞方式 |
| O_NONELAY | 功能不那么完善的O_NONBLOCK |
| O_SYNC | 只有数据被写入外存或其他设备之后操作才返回 |
mode参数（头文件：fcntl.h）
| 取值 | 八进制 | 含义 |
| S_ISUID | 04000 | 设置用户识别号 |
| S_ISGID | 02000 | 设置组号 |
| S_SVTX | 01000 | 粘贴位 |
| S_IRUSR | 00400 | 文件所有者的读权限位 |
| S_IWUSR | 00200 | 文件所有者的写权限位 |
| S_IXUSR | 00100 | 文件所有者的执行权限位 |
| S_IWGRP | 00040 | 该组用户的读权限位 |
| S_IRGRP | 00020 | 该组用户的写权限位 |
| S_IXGRP | 00010 | 该组用户的执行权限位 |
| S_IROTH | 00004 | 其他组用户的读权限位 |
| S_IWOTH | 00002 | 其他组用户的写权限位 |
| S_IXOTH | 00001 | 其他组用户的执行权限位 |
| S_IRWXU | 00600 | 文件所有者的读+写+执行权限 |
| S_IRWXG | 00060 | 该组用户的读+写+执行权限 |
| S_IRWXO | 00006 | 其他组用户的读+写+执行权限 |
whence参数（头文件：sys/types.h）
| 取值 | 含义 |
| SEEK_SET | 将该文件的位移量设置为距文件开始处offset个字节处 |
| SEEK_CUR | 将该文件的位移量设置为距当前位置offset个字节处。offset可正可负。 |
| SEEK_END | 将该文件的位移量设置为距文件结尾处offset个字节处offset可正可负。 |
cmd参数（头文件：fcntl.h）
| 取值 | 相应操作 |
| F_DUPFD | 复制一个现存文件描述符 |
| F_GETFD | 获得文件描述符 |
| F_SETFD | 设置文件描述符 |
| F_GETFL | 获得文件状态标志 |
| F_SETFL | 设置文件状态标志 |
| F_GETOWN | 获得异步I/O权 |
| F_SETOWN | 设置异步I/0权 |
| F_GETLK | 获得记录锁 |
| F_SETLK | 设置记录锁，不等待 |
| F_SETLKW | 设置记录锁，必要时等待 |
下面是文件操作的函数以及功能的简单描述：
文件描述符的I/O操作
打开函数
#include
#include
#include
int open( const char * pathname, int flags);
int open( const char * pathname,int flags, mode_t mode); 两个函数在成功后都返回文件描述符，以用作后续操作，并且将该文件的引用计数器值加1；出错返回-1。mode参数可以直接使用八进制表示。
创建函数
#include
int creat(const char *pathname, mode_t mode); 成功则返回文件描述符，以用作后续操作；出错返回-1。创建成功后以只写方式打开文件。
creat函数等效于open(pathname, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, mode);
如果想创建后以读写方式打开，则
open(pathname, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, mode);
关闭函数
#include
int close(int fd); 成功后该文件的引用计数器值减1，并且返回0；出错返回-1。
定位函数
#include
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence); 成功后返回新的文件偏移量；出错返回-1。offset为正数时向后移动，为负数时向前移动。
读函数
#include
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes); 成功后返回读取到的字节数；出错返回-1。
读谱通文件：读到nbytes之前已经达到文件结尾，则返回读到的字节数。下一次调用时返回0；
读终端设备：通常一次最多读一行；
读网络设备：网络中的缓冲限制可能造成实际读取的字节数小于nbytes；
读面向记录的设备：一次只能读一个字符。
写函数
#include
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes); 成功后返回写入的字节数；出错返回-1。
write+lseek可以产生空洞文件。
文件的属性操作
在学习文件属性操作函数的时候，我们会发现很多函数的名称十分熟悉。这些不是控制台的命令吗？没错，控制台就是通过调用这些函数实现指定的shell命令。
修改权限
#include
#include
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);
两个函数功能一致，一个针对文件路径操作，一个针对文件描述符操作。成功后返回0；出错返回-1。
使用者需具有对该文件的所有权或者为ROOT用户方可操作成功。
修改所有者
#include
#include
int chown(const char *pathname,uid_t owner,gid_t group);
int fchown(int fd,uid_t owner,gid_t group);
int lchown(const char *pathname,uid_t owner,gid_t group); 前两个函数功能一致，一个针对文件路径操作，一个针对文件描述符操作。成功后返回0；出错返回-1。
lchown更改链接文件本身的所有者而不是所指向文件的所有者。
修改文件名
#include
int rename(const char *oldfname, const char *newfname);
成功后返回0；出错返回-1。
若oldfname指向普通文件且newfname存在指向普通文件，则newfname文件被删除，重命名成功。如果newfname存在指向目录文件，出错。
若oldfname指向目录文件且newfname存在指向目录文件，则newfname文件被删除，重命名成功。如果newfname存在指向普通文件，出错。
修改文件长度
#include
#include
int truncate(const char * pathname,off_t len);
int ftruncate(int fd,off_t len); 两个函数功能一致，一个针对文件路径操作，一个针对文件描述符操作。成功后返回0；出错返回-1。
修改文件性质
#include
#include
#include
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); fcntl的返回值与命令有关。如果出错，所有命令都返回-1，如果成功则返回某个其他值。下列三个命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一个返回新的文件描述符，第二个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。
文件的其他操作
文件状态
#include
#include
int stat(const char *pathname, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *buf); 前两个函数功能一致，一个针对文件路径操作，一个针对文件描述符操作。成功后返回0；出错返回-1。
lstat函数返回链接文件的相关信息，而不是所指向文件的相关信息。
文件描述符操作
#include
int dup (int fd);
int dup2(int fd, int fd2); 两个函数复制文件描述符，成功后都返回新的文件描述符；出错返回-1。
这个函数通常用来重定向，例如dup2(fd,1)，可将输出重定向到文件描述符所指文件。
同步函数
#include
void sync(void);
int fsync(int fd) ; 成功后返回0；出错返回-1。用于强制将系统缓存区内容写入文件。
目录函数
#include
#include
#include
#include
int mkdir(const char* pathname,mode_t mode);
int rmdir(const char* pathname);
DIR *opendir(const char *pathname);
struct dirent *readdir(DIR *dp);
int closedir(DIR *dp); 成功后返回0；出错返回-1。
rmdir函数只能用于删除空目录。
工作目录
#include
int chdir(const char *path );
int fchdir(int fd);
char *getcwd(char *buf, size_t size); 前两个函数功能一致，一个针对文件路径操作，一个针对文件描述符操作。成功后返回0；出错返回-1。
getcwd函数用于获取当前工作目录。size要足够容纳这个字符串。
链接文件
#include
#include
int link(const char *pathname1, const char *pathname2);
int unlink(const char *pathname);
int remove(const char *pathname);
int symlink(const char *actualpath, const char *sympath);
int readlink(const char *pathname, char *buf, int bufsize); 前四函数成功后返回0；出错返回-1。readlink函数成功后返回读取字节数；出错返回-1。
link函数用于创建硬链接，symlink用于创建符号链接。
至此文件I/O操作基本总结完毕。一些特殊的文件，管道文件会在进程通信中谈到，套接字文件会在网络编程中谈到。
(完)