Linux系统编程篇—文件IO（文件来源、文件访问）
一、文件的来源
1、磁盘、Flash、SD卡、U盘
这些来源是真实存在的文件，以FAT32，EXT4，…等格式保存在某个设备上（如/dev/sda1），要使用mount指令挂载才能使用。
df -T//文件系统类型在Type列输出。只可以查看已经挂载的分区和文件系统类型。
2、Linux内核提供的虚拟文件系统，使用时也需要mount指令挂载才能使用。
3、特殊文件：/dev/下的文件，这些文件是一些设备结点，我们通过open、write操作它们时，通过驱动操作的是硬件。
主设备号用来确定哪一个驱动程序，次设备号用来确认哪一个硬件。
如：
一块开发板里IIC设备的主设备号都是89，但IIC1、IIC2的次设备号不同。
二、文件的访问
对于访问LInux文件有两种方法：1、通用的API访问。2、不通用的API访问
通用的 IO 模型：open/read/write/lseek/close
/*open*/
int open(const char *pathname,int flags);/*pathname:指向文件路径的指针；flags：文件权限*/
int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);/*pathname:指向文件路径的指针；flags：文件权限；mode：创建模式*/
/*成功：返回文件描述符*/
/*write*/
ssize_t write(int fd，const void *buf，size_f count);/*fd：文件描述符*/
/*成功：返回写入字节的个数（一个整型数）失败：返回-1；*/
/*read*/
ssize_t read(int fd，const void *buf，size_f count);/*fd：文件描述符；buf：接收的buf；count：读出了多少长度的字节*/
/*成功：返回读取字节的个数（一个整型数）失败：返回-1；*/
/*lseek*/
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);/*fd：文件描述符；offset：对于whence的偏移值；whence：固定点位置*/
/*成功完成后，lseek()返回相应的偏移量从文件开始的字节数。利用这个特性可以计算文件的大小*/
/*close*/
int close(int fd);/*fd：文件描述符*/
/*返回值：成功返回0，出错返回-1并设置errno*/
API参数的详细解析：
Linux系统编程篇—文件编程（一）打开及创建、写入、读取
Linux系统编程篇—文件编程（二）光标移动（lseek）
不是通用的函数：ioctl/mmap
ioctl(input/output control)是一个专用于设备输入输出操作的系统调用,该调用传入一个跟设备有关的请求码，系统调用的功能完全取决于请求码。举个例子，CD-ROM驱动程序可以弹出光驱，它就提供了一个对应的Ioctl请求码。设备无关的请求码则提供了内核调用权限。
ioctl
ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。
函数原型：
int ioctl(int fd, ind cmd, …);/*fd：文件标示符，cmd：用户程序对设备的控制命令；后面的省略号：那是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。*/
函数说明：
① fd 表示文件描述符；
② request 表示与驱动程序交互的命令，用不同的命令控制驱动程序输出我们需要的数据；
③ … 表示可变参数 arg，根据 request 命令，设备驱动程序返回输出的数据。 ④ 返回值：打开成功返回文件描述符，失败将返回-1。
ioctl 的作用非常强大、灵活。不同的驱动程序内部会实现不同的 ioctl，APP 可以使用各种 ioctl 跟驱动程序交互：可以传数据给驱动程序，也可以从驱动程序中读出数据。
mmap
mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。mmap在用户空间映射调用系统中作用很大。
函数原型：
void* mmap(void* start,size_t length,int prot,int flags,int fd,off_t offset);
函数说明：
① addr 表示指定映射的內存起始地址，通常设为 NULL 表示让系统自动选定地址，并在成功映射后返回该
地址；
② length 表示将文件中多大的内容映射到内存中；
③ prot 表示映射区域的保护方式，可以为以下 4 种方式的组合
a. PROT_EXEC 映射区域可被执行
b. PROT_READ 映射区域可被读出
c. PROT_WRITE 映射区域可被写入
d. PROT_NONE 映射区域不能存取
④ Flags 表示影响映射区域的不同特性，常用的有以下两种
a. MAP_SHARED 表示对映射区域写入的数据会复制回文件内，原来的文件会改变。
b. MAP_PRIVATE 表示对映射区域的操作会产生一个映射文件的复制，对此区域的任何修改都不会写回 原来的文件内容中。
⑤ 返回值：若成功映射，将返回指向映射的区域的指针，失败将返回-1。
三、文件IO项目实战——cp函数的实现
程序流程图：
（1）使用通用的 IO 模型（open/read/write/lseek/close）实现cp函数
#include \n" ,argv[0]);
return -1;
}
/*2、打开老文件*/
old_fd=open(argv[1],O_RDONLY);
if(old_fd==-1){
printf("open %s failure\n",argv[1]);
return -1;
}
printf("open %s success\n",argv[1]);
/*3、打开新文件*/
new_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,0600);
if(new_fd==-1){
printf("open %s failure\n",argv[2]);
return -1;
}
printf("open %s success\n",argv[2]);
/*4、写入数据*/
while((r_len=read(old_fd,buf,1024))>0){
printf("read success %d\n",cnt);
printf("read data %ld\n",r_len);
w_len=write(new_fd,buf,r_len);
if(w_len!=r_len){
printf("write data error !\n");
return -1;
}
printf("write success %d\n",cnt++);
printf("write data:%ld\n",w_len);
}
/*5、关闭文件*/
close(old_fd);
close(new_fd);
return 0;
}
（2）使用非通用的 IO 模型（ioctl/mmap）实现cp函数
#include \n" ,argv[0]);
return -1;
}
/*2、打开原文件*/
old_fd=open(argv[1],O_RDONLY);
if(old_fd==-1){
printf("open %s failure\n",argv[1]);
return -1;
}
/*3、确定老文件的大小*/
if(fstat(old_fd,&stat)==-1){
printf("can not get stat of file %s\n",argv[1]);
return -1;
}
printf("old file have %ld data\n",stat.st_size);
/*4、映射老文件*/
buf=mmap(NULL,stat.st_size,PROT_READ, MAP_SHARED,old_fd,0);
if(buf == MAP_FAILED){
printf("mmap fail\n");
return -1;
}
/*5、创建新文件*/
new_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,0600);
if(new_fd==-1){
printf("open %s failure\n",argv[2]);
return -1;
}
printf("open %s success\n",argv[2]);
w_len=write(new_fd,buf,stat.st_size);
printf("write data:%ld\n",w_len);
close(old_fd);
close(new_fd);
return 0;
}
注：此处获取文件大小使用了一个fstat函数，详情参照：C语言用fstat函数获取文件的大小