[03]APUE：文件 I/O

Posted 2020-08-22 纯原创，零转载

[a] open

#include <fcntl.h>
int open(const char *path,  int oflag, ... ,mode_t mode) 

• 成功返回文件描术符, 失败返回 -1
• oflag: O_RDONLY / O_WRONLY / O_RDWR / O_EXEC / O_APPEND / O_CLOEXEC / O_CREAT / O_EXCL / O_NONBLOCK / O_NOFOLLOW / O_SYNC / O_TRUNC / O_DSYNC ...
• mode: 创建文件时賦予的初始权限, 可用数字表示, 如 0644 等

[b] creat

#include <fcntl.h>
int creat(const char *path, mode_t mode)

• 等效于 open(path, O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, mode)

[c] close

#include <unistd.h>
int close(int fd) 

• 成功返回 0, 出錯返回 -1

[d] lseek

#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence) 

• 成功返回新的文件偏移量,出錯返回 -1
• offset: 以字节为单位的偏移量
• whence: SEEK_CUR / SEEK_SET / SEEK_END
• lseek 中的 l 是历史遗留问题, 指 long int
  
• lseek(fd, 0, SEEK_CUR) 常用于确定已打开文件的当前偏移量
• 偏移量超过文件末尾写数据, 会生成空洞, 空洞不占用磁盘空间

[e] read

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes) 

• 成功返回读到的字节数量, 若已到达文件末尾, 则返回 0, 出錯返回 -1
• 尝试从 fd 中读取 nbytes 个字节到 buf 中, 有多种情况可使读到的字节数小于 nbytes

[f] write

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes) 

• 成功返回写入的字节数量, 出錯返回 -1
• 若写入字节数与 nbytes 不同, 则表示出錯
• 读写效率: 通常 buf 设为 PAGESIZE 或其整数倍时拥有最高的效率

[g] pread / pwrite

#include <unistd.h>
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t nbytes, off_t offset)
ssize_t pwrite(int fd, const void *buf, size_t nbytes, off_t offset) 

• 返回值情况与 read / write 相同
• 读写操作与定位文件偏移量是一个原子操作(atomic operation)
• 不更新 SEEK_CUR 的值

[h] dup / dup2

#include <unistd.h>
int dup(int fd)
int dup2(int fd, int fd2) 

• 成功返回文件描述符, 出錯返回 -1
• dup 返回的 fd 一定是当前可用 fd 中的最小值
• 对于 dup2, 若 fd2 已经打开且不等于 fd, 将先关闭之, 再重新打开
• 两个函数均会清除新打开的 fd 的 FD_CLOEXEC 标志

[i] sync / fsync / fdatasync

#include <unistd.h>
int fsync(int fd)
int fdatasync(int fd)
void sync(void) 

• 对于 fsync / fdatasync, 成功返回0, 出錯返回 -1
• sync 只是将所有修改过的块緩冲排入写队列, 然后立即返回, 并不等待实际磁盘操作結束
• fdatasync 只更新数据, 不更新文件属性, FreeBSD 不支持 fdatasync

[j] fcntl

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ..., int arg) 

• 成功返回值因 cmd 而异, 出錯返回 -1
• 共有 5 种功能:
  • 复制文件描述符, cmd=F_DUPFD / F_DUPFD_CLOEXEC, 成功返回新的文件描述符
    
  • 获取或设置文件描述符标志, cmd=F_GETFD / F_SETFD, 成功返回相应 fd flag, 通常以 1 或 0 表示 FD_CLOEXEC 标志位的启用与否
    
  • 获取或设置文件状态标志, cmd=F_GETFL / F_SETFL, 成功返回相应 file flag
    
  • 获取或设置异步 I/O 所有权, cmd=F_GETOWN / F_SETOWN, 成功时返数一个整数, 正数表示进程 ID, 負数表示进程組 ID
    
  • 获取或设置记录锁, cmd=F_GETLK / F_SETLK / F_SETLKW
• F_GETFL 可用的标志有: O_RDONLY / O_WRONLY / O_RDWR / O_EXEC / O_APPEND / O_NONBLOCK / O_SYNC / O_DSYNC / O_ASYNC, 前 4 个标志的判断需要用现有的文件状态标志与 O_ACCMODE 进行 ‘&‘ 操作, 将結果与对应标志逐一比較, 其它标志可直接与对应标志进行 ‘&‘ 操作判断
• F_SETFL 操作会清空原有的所有文件状态标志, 通常先用 F_GETFL 获取原有的值, 然后取新的标志与原有值 ‘|‘ 操作之后的結果, Linux 不允许在已打开的文件上更改 O_SYNC 标志

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