Linux学习笔记（一）----文件

一、文件的一些基础知识：

        Linux里面一切都是文件，那从哪里看出是什么文件并具有哪些属性呢？

 

通过指令：ls -l的结果的第一位标识位看出来：

（1）-表示普通文件；

（2）d表示文件夹；

（3）c表示字符设备文件；

（4）b表示块设备文件；

（5）s表示套接字socket文件；

  (6)  l表示符号链接，即软链接  通过名字指向另外一个文件

（7）p表示该文件为命令管道文件。与shell编程有关的文件。

关于软连接的相关概念：

链接文件的概念类似于windows里的快捷方式。多个链接文件同时指向一个“源文件”。链接文件分为硬链接或符号链接两种。

在Linux的文件系统中，保存在磁盘分区中的文件不管是什么类型都给它分配一个编号，称为索引节点号inode 。软连接，其实就是新建立一个文件，这个文件就是专门用来指向别的文件的（那就和windows 下的快捷方式的那个文件有很接近的意味）。软连接产生的是一个新的文件，但这个文件的作用就是专门指向某个文件的，删了这个软连接文件，那就等于不需要这个连接，和原来的存在的实体原文件没有任何关系，但删除原来的文件，则相应的软连接不可用（cat那个软链接文件，则提示“没有该文件或目录“）

软链接可以跨文件系统，硬链接不可以；软链接可以对一个不存在的文件名(filename)进行链接（当然此时如果你vi这个软链接文件，linux会自动新建一个文件名为filename的文件）,硬链接不可以（其文件必须存在，inode必须存在）；软链接可以对目录进行连接，硬链接不可以。两种链接都可以通过命令 ln 来创建。ln 默认创建的是硬链接。使用 -s 开关可以创建软链接

第一位标识位后面9个字母表示该文件或目录的权限位。

r表是读 (Read) 、w表示写 (Write) 、x表示执行 (eXecute)

其中前三个表示文件拥有者的权限，中间三个表示文件所属组拥有的权限，最后三个表示其他用户拥有的权限。

比如：

-rw-r--r-- 1 root root 762 07-29 18:19 exit

表示文件的拥有者root对文件有读写权限，其他人(同组用户和其他用户只有读的权限)  

其中：rwx也可以用数字来代替 
　　r ------------4 
　　w -----------2 
　　x ------------1 
　　- ------------0 

可以通过chmod指令来为文件增加权限

        -rw------- (600) 只有所有者才有读和写的权限 
　　-rw-r--r-- (644) 只有所有者才有读和写的权限，组群和其他人只有读的权限 
　　-rwx------ (700) 只有所有者才有读，写，执行的权限 
　　-rwxr-xr-x (755) 只有所有者才有读，写，执行的权限，组群和其他人只有读和执行的权限 
　　-rwx--x--x (711) 只有所有者才有读，写，执行的权限，组群和其他人只有执行的权限 
　　-rw-rw-rw- (666) 每个人都有读写的权限 
　　-rwxrwxrwx (777) 每个人都有读写和执行的权限

如： chmod 777 filename        表示为文件添加每个人都有读写和执行的权限。

第二字段表示文件硬链接数

        

-rw-r--r-- 1 root root 762 07-29 18:19 exit

如果一个文件不是目录，此时这一字段表示这个文件所具有的硬链接数，

第二字段的值为1，说明这个文件只有exit这一个文件名。即只有一个指向该链接的硬链接。。

如果使用ln，做一个指向该文件的硬链接再查看该文件，该文件的第二字段就会变成二。

第三点字段：文件（目录）拥有者3字段：文件（目录）拥有者

lrwxrwxrwx 1 root root 4 08-03 08:27 bexit -> exit

该字段表示此文件是属于哪个用户。linux类系统都是多用户系统，每个文件都有它的拥有者。只有文件的拥有者才具有改动文件属性的权利。当然， root用户具有改动任何文件属性的权利。对于一个目录来说，只有拥有该目录的用户，或者具有写权限的用户才有在目录下创建文件的权利

如果某一个用户因为某种原因，被删除，而该用户的文件还存在，那么用ls -l 查看该文件将显示一个代表用户存在前ID号的数字。

第4字段：文件（目录）拥有者所在的组

一个用户可以加入很多个组，但是其中有一个是主组，就是显示在第4字段的名称。

可以在useradd的时候用-g指定该用户所在的主组，用-G指定其他组

后面字段就不介绍了，就记一点如果是一个符号链接，那么会有一个 “->" 箭头符号，后面根一个它指向的文件名，如

lrwxrwxrwx 1 root root 4 08-03 08:27 bexit -> exit

 二、文件的打开/创建。

        API:  

#include 
int open(const char *pathname, int flag,...);

当使用系统调用open打开一个文件时，操作系统会创建一些数据结构来表示这个被打开的文件。为了能够找到这些数据结构，在进程中，代码会为这个打开的文件分配一个文件描述符fd（File Descriptor）。文件描述符就是用来区分一个进程打开的多个文件的。它的作用域就是当前进程，出了当前进程这个文件描述符就没有意义了。

补充说明：

文件平时是存放在块设备中的文件系统文件中的，我们把这种文件叫做静态文件，当我们取open打开一个文件时，linux内核做的操作包括：内核在进程中建立一个打开的数据结构，记录下我们打开的这个文件；内核在内存张申请一段内存，并将静态文件的内容从块设备读到内核中特定的地址管理存放（叫动态文件）。

        打开文件以后，对这个文件的读写操作，都是针对内存中的这一份动态文件的，而并不是对静态文件的。当然我们对动态文件进行读写以后，此时内存中动态文件和块设备文件中的静态文件就不同步了，当我们close关闭动态文件时，close内部将内存中的动态文件的内容取更新块设备中的静态文件。所以最后读写完成后，一定要关闭文件，否则会造成文件损坏。

文件描述符fd
 文件描述符在形式上 是一个非负整数。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。
所以通常当我们成功打开文件时，返回的fd都是从3起。

若打开失败，文件描述符fd等于-1；

pathname：打开文件的路径可以是绝对路径，也可以是相对路径。

flag：

        O_RDONLY 只读打开        O_WRONLY 只写打开        O_RDWR 可读可写打开

这三个只能选择一个

下列常数是可选择的：     
        O_CREAT 若文件不存在则创建它。使用此选项时，需要同时说明第三个参数mode，用其说明该新文件的存取许可权限。
        O_EXCL 如果同时指定了OCREAT，而文件已经存在，则出错。 （可用来判断文件是否存在）
        O_APPEND 每次写时都加到文件的尾端。
        O_TRUNC 属性去打开文件时，如果这个文件中本来是有内容的，而且为只读或只写成功打开，则将其长度截短为0。（即将原文件的内容清除）

如：

fd = open("./filename", O_RDWR|O_CREAT, 0777);

表示打开当前文件下的filename，以可读可写的方式打开，如果没有filename这个文件就创建，文件权限为777（可参考上面基础知识部分）。0777的0表示可参考

http://chen498402552-163-com.iteye.com/blog/1164407

三、文件的写入。

       API:

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

        write()会把参数buf所指的内存写入count个字节到参数fd所指的文件内。

        返回值：如果顺利write()会返回实际写入的字节数（len）。当有错误发生时则返回-1，错误代码存入errno中。

附加说明：

write()函数返回值一般无0，只有当如下情况发生时才会返回0：write(fp, p1+len, (strlen(p1)-len))中第三参数为0，此时write()什么也不做，只返回0。

write()函数从buf写数据到fd中时，若buf中数据无法一次性读完，那么第二次读buf中数据时，其读位置指针（也就是第二个参数buf）不会自动移动，需要程序员来控制，而不是简单的将buf首地址填入第二参数即可。如可按如下格式实现读位置移动：write(fp, p1+len, (strlen(p1)-len))。 这样write第二次循环时便会从p1+len处写数据到fp, 之后的也一样。由此类推，直至(strlen(p1)-len)变为0。
附加说明：原文链接：https://blog.csdn.net/hhhlizhao/article/details/71552588

四、文件的读取。

        API：

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

 read()会把参数fd所指的文件传送count 个字节到buf 指针所指的内存中。

返回值：返回值为实际读取到的字节数, 如果返回0, 表示已到达文件尾或是无可读取的数据。

读取失败则返回-1。

附加说明：读常规文件时，在读到count个字节之前已到达文件末尾。例如，距文件末尾还有50个字节而请求读100个字节，则read返回50，下次read将返回0。（这是因为光标的原因）

五、文件光标的相关操作

        API:

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

 返回值：新的偏移量（成功），-1（失败）

 offset：光标的偏移值，相对于第三个参数。offset为正则向文件末尾移动（向前移），为负数则向文件头部（向后移）。

whence：有三个选项

SEEK_SET: 
　　从文件头部开始偏移offset个字节。 
SEEK_CUR： 
　　从文件当前读写的指针位置开始，增加offset个字节的偏移量。 
SEEK_END： 
　　文件偏移量设置为文件的大小加上偏移量字节。（即从文件内容的末尾开始偏移）

可以利用lseek函数的返回值来计算文件的大小：

int main()
{

    int fd;
    int filesize;

    fd = open("./filename", O_RDWR);

    if(fd == -1){
        printf("open failed!\n");
        perror("");
    }


    filesize = lseek(fd, 0 , SEEK_END);

    printf("filename's size: %d", filesize);

    close(fd);
    
    return 0;
}

六、文件的关闭

        close(fd); 就不记录了