关于常用的6个函数的解析。read、open、close、write、mmap、munmap。

 

read 函数

read 函数用于从文件描述符指定的文件或设备中读取数据。

函数原型

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

参数说明

• int fd：

  • 文件描述符，标识要读取的文件或设备。这个文件描述符通常是由 open 函数返回的。

• void *buf：

  • 指向存储读取数据的缓冲区的指针。buf 是一个 void * 类型的指针，表示数据缓冲区的位置。

• size_t count：

  • 要读取的最大字节数。count 是一个 size_t 类型的值，表示从文件中最多读取的字节数。

返回值

• 成功：返回实际读取的字节数。如果返回值为 0，表示已经到达文件末尾。
• 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

错误码

常见的错误码包括但不限于：

• EBADF：文件描述符无效。
• EINTR：读操作被信号中断。
• EFAULT：buf 指向的地址无效。
• EIO：输入/输出错误。
• EINVAL：无效的参数。

open 函数

open 函数用于打开或创建文件，并返回一个文件描述符，该描述符可用于后续的文件操作。

函数原型

int open(const char *pathname, int flags, ... /* mode */);

参数说明

• const char *pathname：

  • 文件路径名，指定要打开或创建的文件。

• int flags：

  • 指定文件打开模式和选项，常见的值有：
    • O_RDONLY：只读模式。
    • O_WRONLY：只写模式。
    • O_RDWR：读写模式。
    • O_CREAT：如果文件不存在，则创建文件。
    • O_EXCL：与 O_CREAT 一起使用，确保文件不存在。
    • O_TRUNC：如果文件已存在，则清空文件。
    • O_APPEND：每次写入时，将数据追加到文件末尾。

• mode（可选）：

  • 如果指定了 O_CREAT，则需要提供第三个参数 mode，指定文件的权限模式，常见的值有：
    • S_IRUSR：所有者可读。
    • S_IWUSR：所有者可写。
    • S_IXUSR：所有者可执行。
    • S_IRGRP：组可读。
    • S_IWGRP：组可写。
    • S_IXGRP：组可执行。
    • S_IROTH：其他人可读。
    • S_IWOTH：其他人可写。
    • S_IXOTH：其他人可执行。

返回值

• 成功：返回一个非负的文件描述符。
• 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

close 函数

close 函数用于关闭一个文件描述符，释放与之关联的资源。

函数原型

int close(int fd);

参数说明

• int fd：
  • 要关闭的文件描述符。

返回值

• 成功：返回 0。
• 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

write 函数

write 函数用于将数据写入文件描述符指定的文件或设备。

函数原型

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

参数说明

• int fd：

  • 文件描述符，标识要写入的文件或设备。这个文件描述符通常是由 open 函数返回的。

• const void *buf：

  • 指向要写入的数据缓冲区的指针。buf 是一个 const void * 类型的指针，表示数据缓冲区的内容是只读的。

• size_t count：

  • 要写入的字节数。count 是一个 size_t 类型的值，表示从 buf 中要写入的字节数。

返回值

• 成功：返回实际写入的字节数。如果返回值为 0，表示没有写入任何数据（这通常意味着文件已经到达末尾或其他特殊情况）。
• 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

错误码

常见的错误码包括但不限于：

• EBADF：文件描述符无效。
• EINTR：写操作被信号中断。
• EFAULT：buf 指向的地址无效。
• EFBIG：文件超过了最大文件大小限制。
• ENOSPC：磁盘空间不足。
• EPIPE：写入已关闭的管道或套接字。

 

mmap 函数

mmap 函数用于将文件或设备映射到内存中，这样可以通过内存访问来读写文件或设备，而不需要使用传统的文件 I/O 操作。

函数原型

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

参数说明

• void *addr：建议的映射地址。通常设置为 NULL，让内核选择合适的地址。
• size_t length：要映射的内存区域的长度（以字节为单位）。
• int prot：指定内存区域的保护标志，常见的值有：
  • PROT_EXEC：允许执行。
  • PROT_READ：允许读取。
  • PROT_WRITE：允许写入。
  • PROT_NONE：不允许访问。
• int flags：指定映射的类型和其他选项，常见的值有：
  • MAP_SHARED：对内存区域的修改会反映到文件中。
  • MAP_PRIVATE：对内存区域的修改不会反映到文件中，而是创建一个副本。
  • MAP_FIXED：使用指定的地址 addr，如果该地址不可用，则 mmap 失败。
• int fd：文件描述符，指向要映射的文件或设备。
• off_t offset：文件中的起始偏移量，必须是页面大小的倍数（通常为4096字节）。

返回值

• 成功时，返回映射的内存地址。
• 失败时，返回 MAP_FAILED（通常定义为 (void *)-1），并设置 errno 以指示错误原因。

munmap 函数

munmap 函数用于解除由 mmap 创建的内存映射。

函数原型

int munmap(void *addr, size_t length);

参数说明

• void *addr：要解除映射的内存区域的起始地址。
• size_t length：要解除映射的内存区域的长度（以字节为单位）。

返回值

• 成功时，返回 0。
• 失败时，返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

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