linux 下基本的I/O系统函数

在学习linux C的过程中遇到了５个基本的I/O系统函数：
open(), read(), write(), lseek(), close()
自己写了几个例子，但是有点乱，后来认识到其实API的归纳就已经非常清晰了。
由于本文大多数内容不是原创，只是简单的整理，所以就作为转载篇吧。

以下的内容来自《linux C API文档》
来源:　net.pku.edu.cn/~yhf/linux_c
整理:　飞龙

open

打开文件相关函数
read,write,fcntl,close,link,stat,umask,unlink,fopen
表头文件
sys/types.h
sys/stat.h
fcntl.h

定义函数
int open( const char *pathname, int flags);
int open( const char *pathname, int flags, mode_t mode);
函数说明
参数pathname 指向欲打开的文件路径字符串。下列是参数flags 所能使用的旗标:
O_RDONLY 以只读方式打开文件
O_WRONLY 以只写方式打开文件
O_RDWR 以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的,也就是不可同时使用,但可与下列的旗标
利用OR(|)运算符组合。
O_CREAT 若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。
O_EXCL 如果O_CREAT 也被设置,此指令会去检查文件是否存在。文件若不存在则建立该文件,否则
将导致打开文件错误。此外,若O_CREAT与O_EXCL同时设置,并且欲打开的文件为符号连接,则会
打开文件失败。
O_NOCTTY 如果欲打开的文件为终端机设备时,则不会将该终端机当成进程控制终端机。
O_TRUNC 若文件存在并且以可写的方式打开时,此旗标会令文件长度清为0,而原来存于该文件的资
料也会消失。
O_APPEND 当读写文件时会从文件尾开始移动,也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后
面。
O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件,也就是无论有无数据读取或等待,都会立即返回进程之
中。
O_NDELAY 同O_NONBLOCK。
O_SYNC 以同步的方式打开文件。
O_NOFOLLOW 如果参数pathname 所指的文件为一符号连接,则会令打开文件失败。
O_DIRECTORY 如果参数pathname 所指的文件并非为一目录,则会令打开文件失败。
此为Linux2.2以后特有的旗标,以避免一些系统安全问题。参数mode 则有下列数种组合,只有在建立
新文件时才会生效,此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响,因此该文件权限应该为(mode-
umaks)。
S_IRWXU00700 权限,代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRUSR 或S_IREAD,00400权限,代表该文件所有者具有可读取的权限。
S_IWUSR 或S_IWRITE,00200 权限,代表该文件所有者具有可写入的权限。
S_IXUSR 或S_IEXEC,00100 权限,代表该文件所有者具有可执行的权限。S_IRWXG 00070权限,代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。
S_IRGRP 00040 权限,代表该文件用户组具有可读的权限。
S_IWGRP 00020权限,代表该文件用户组具有可写入的权限。
S_IXGRP 00010 权限,代表该文件用户组具有可执行的权限。
S_IRWXO 00007权限,代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。
S_IROTH 00004 权限,代表其他用户具有可读的权限
S_IWOTH 00002权限,代表其他用户具有可写入的权限。
S_IXOTH 00001 权限,代表其他用户具有可执行的权限。
返回值
若所有欲核查的权限都通过了检查则返回0 值,表示成功,只要有一个权限被禁止则返回-1。
错误代码
EEXIST 参数pathname 所指的文件已存在,却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。
EACCESS 参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。
EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。
EFAULT 参数pathname指针超出可存取内存空间。
EINVAL 参数mode 不正确。
ENAMETOOLONG 参数pathname太长。
ENOTDIR 参数pathname不是目录。
ENOMEM 核心内存不足。
ELOOP 参数pathname有过多符号连接问题。
EIO I/O 存取错误。
附加说明
使用access()作用户认证方面的判断要特别小心,例如在access()后再作open()空文件可能会造成系统
安全上的问题。
范例

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
main()
{
int fd,size;
char s [ ]=”Linux Programmer!\n”,buffer[80];
fd=open(“/tmp/temp”,O_WRONLY|O_CREAT);
write(fd,s,sizeof(s));
close(fd);
fd=open(“/tmp/temp”,O_RDONLY);
size=read(fd,buffer,sizeof(buffer));close(fd);
printf(“%s”,buffer);
}

执行
Linux Programmer!

read

由已打开的文件读取数据
相关函数
readdir,write,fcntl,close,lseek,readlink,fread
表头文件
unistd.h
定义函数
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
函数说明
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。若参数count为0,则read()不
会有作用并返回0。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,此外文件读写位置会随读取到的字节移动。
附加说明
如果顺利read()会返回实际读到的字节数,最好能将返回值与参数count 作比较,若返回的字节数比要
求读取的字节数少,则有可能读到了文件尾、从管道(pipe)或终端机读取,或者是read()被信号中断了
读取动作。当有错误发生时则返回-1,错误代码存入errno中,而文件读写位置则无法预期。
错误代码
EINTR 此调用被信号所中断。
EAGAIN 当使用不可阻断I/O 时(O_NONBLOCK),若无数据可读取则返回此值。
EBADF 参数fd 非有效的文件描述词,或该文件已关闭。
范例参考open()。

write

将数据写入已打开的文件内
相关函数
open,read,fcntl,close,llinux 下基本的ＩＯ系统函数seek,sync,fsync,fwrite
表头文件
unistd.h
定义函数
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
函数说明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。当然,文件读写位置也会随之
移动。
返回值
如果顺利write()会返回实际写入的字节数。当有错误发生时则返回-1,错误代码存入errno中。
错误代码
EINTR 此调用被信号所中断。
EAGAIN 当使用不可阻断I/O 时(O_NONBLOCK),若无数据可读取则返回此值。
EADF 参数fd非有效的文件描述词,或该文件已关闭。
范例
请参考open()。

lseek

移动文件的读写位置
相关函数
dup,open,fseek
表头文件
sys/types.h
unistd.h
定义函数off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);
函数说明
每一个已打开的文件都有一个读写位置,当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头,若是以附加的
方式打开文件(如O_APPEND),则读写位置会指向文件尾。当read()或write()时,读写位置会随之增
加,lseek()便是用来控制该文件的读写位置。参数fildes 为已打开的文件描述词,参数offset 为根据参
数whence来移动读写位置的位移数。
参数
whence为下列其中一种:
SEEK_SET 参数offset即为新的读写位置。
SEEK_CUR 以目前的读写位置往后增加offset个位移量。
SEEK_END 将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量。
当whence 值为SEEK_CUR 或SEEK_END时,参数offet允许负值的出现。
下列是教特别的使用方式:
1) 欲将读写位置移到文件开头时:lseek(int fildes,0,SEEK_SET);
2) 欲将读写位置移到文件尾时:lseek(int fildes,0,SEEK_END);
3) 想要取得目前文件位置时:lseek(int fildes,0,SEEK_CUR);
返回值
当调用成功时则返回目前的读写位置,也就是距离文件开头多少个字节。若有错误则返回-1,errno 会
存放错误代码。
附加说明
Linux系统不允许lseek()对tty装置作用,此项动作会令lseek()返回ESPIPE。
范例
参考本函数说明

close

关闭文件
相关函数
open,fcntl,shutdown,unlink,fclose
表头文件
unistd.h
定义函数int close(int fd);
函数说明
当使用完文件后若已不再需要则可使用close()关闭该文件,二close()会让数据写回磁盘,并释放该文件
所占用的资源。参数fd为先前由open()或creat()所返回的文件描述词。
返回值
若文件顺利关闭则返回0,发生错误时返回-1。
错误代码
EBADF 参数fd 非有效的文件描述词或该文件已关闭。
附加说明
虽然在进程结束时,系统会自动关闭已打开的文件,但仍建议自行关闭文件,并确实检查返回值。
范例
参考open()