第3章------文件IO

第3章------文件IO

引言

对于unix系统来说，一切皆文件。但是常用的文件IO函数只有5个

• open
• read：不同缓冲长度对读会有影响
• write：不同缓冲长度对写会有影响
• lseek
• close

本章主要介绍的是不带缓冲的IO，它是posix的组成部分，但不是ISO C的组成部分。涉及到多个进程共享资源时，原子操作的概念就变得很重要，本章通过文件IO和open函数的参数讨论相关概念。随后会涉及到多进程如何共享文件，以及内核相关的数据结构。最后介绍dup,fcntl,sync,ioctl函数。

对于内核来说，所有打开的文件都可以通过文件描述符表示。文件描述符是一个非负整数，当打开或者创建一个文件时，内核会向进程返回一个文件描述符，该文件描述符还可以作为参数传给read或者write。在shell中，0代表标准输入，1代表标准输出，2代表标准错误，使用posix标准时，可以用STDIN_FILEON,STDOUT_FILEON和STDERR_FILEON表示,它们定义在<unistd.h>中。文件描述符的变化范围是0~OPEN_MAX-1。

函数

open和openat

//打开文件
#include<fcntl.h>
int open(const char* path,int flag,.../*mode_t mode*/);
int openat(int fd,const char* path,int flag,.../*mode_t mode*/);
path：
    文件名
flag：
    O_RDONLY	只读
    O_WRONLY	只写
    O_RDWR		读写
    O_EXEC		执行
    O_SEARCH	搜索（应用于目录）
    以上5中权限能且只能指定一个，下列是可选的。
    O_APPEND,O_CLOEXEC,O_CREATE(搭配mode使用),O_DIRCETORY(不是目录出错),
    O_EXCL(如果同时指定了O_CREATE,文件存在则出错，文件不存在则创建),
	O_NONBLOCK(如果path引用的是FIFO，一块特殊文件或者字符特殊文件，则本次打开和后续的IO操作均为非阻塞。)
    O_SYNC,O_TRUNC,O_TTY_INIT,O_DSYNC,O_RSYNC,O_NOCTTY,O_NOFOLLOW。
fd：
    1.path是绝对路径时，fd被忽略，openat相当于open。
    2.path是相对路径，fd是通过打开相对路径名所在目录获取的，fd指出了相对路径名在文件系统的开始地址。
    3.path是相对路径，fd参数具有特殊值AT_FDCWD，路径名在当前工作目录中获取。openat和open类似。

return
成功：
    文件描述符，且该文件描述符一定是最小未用的文件描述符值。
失败：
    -1
    
openat主要想解决两个问题
    1.线程可以使用相对路径打开目录中的文件，而不是只能打开当前工作目录。
    2.避免TOCTTOU错误。time-of-check-to-time-of-use。有两个基于文件的函数调用，
    第二个调用依赖于第一个调用的结果，那么程序是不可靠的，因为两个调用不是原子操作。

create

//创建新文件
#include<fcntl.h>
int create(const char* path,mode_t mode);

//这个函数太罗嗦，现在已经被open取代，不再介绍