目录
1.什么是底层文件I/O
2.底层文件I/O常用库函数
2.1 write函数
2.2 read函数
2.3 open函数
2.4 close函数
2.5 lseek函数
2.6 ioctl函数
2.7 fcntl()函数
2.8 pread()函数
2.9 pwrite()函数
1.什么是底层文件I/O
底层I/O指的是与硬件设备之间的直接输入输出操作。这些操作通常涉及文件系统和设备驱动程序，并且可以通过系统调用进行访问，如open()、read()、write()等。底层I/O允许程序直接与硬件设备进行通信，例如磁盘驱动器、网络接口卡、键盘、鼠标等
2.底层文件I/O常用库函数
（通常来说，我们学习一个函数就是从 参数，返回值，函数作用三个方面去学习一个函数。）
在Linux中当我们打开一个程序是一般来说将会打开三个文件,可以理解为终端上的控制台的输入输出，其中0，1，2即为文件描述符。
- 标准输入流：0
- 标准输出流：1
- 标准错误流：2
2.1 write函数
- 参数：
fd：要写入的文件描述符。buf：要写入的数据缓冲区。count：要写入的字节数。
- 返回值：
- 若成功，则返回写入的字节数（非负整数）。
- 若失败，则返回-1，并设置errno。
- 作用：将缓冲区buf的count个字节写入文件描述符相关联的文件中。
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
例子
向终端控制台输出Hello world 错误则输出Write error
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main()
{if(writr(1,"Hello world\n",12)!=18){write(2,"Write error.\n",13);}exit(0);
}输出
2.2 read函数
- 参数：
fd：要读取的文件描述符。buf：用于存放读取数据的缓冲区。count：要读取的字节数。
- 返回值：
- 若成功，则返回读取的字节数（非负整数）。
- 若已到达文件末尾，则返回0。
- 若失败，则返回-1，并设置errno。
- 作用：从文件中读取count个字节数存入到buf中。
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
例子
读取终端输入并将读到的数据打印在屏幕上
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main()
{char buf[1024];int ret = read(0,buf,128);if(ret >1)write(1,"Read success\n",13);if(ret == 0)write(1,"End of file\n",12);if(ret =-1)write(1,"Read error\n",10);write(1,"Read data:",10);write(1,buf,ret);exit(0);
}输出
2.3 open函数
- 参数：
pathname：要打开的文件路径。flags：打开文件的方式和标志，可以是以下常量的组合：O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR、O_CREAT、O_TRUNC等。mode：创建文件时的权限，仅当O_CREAT被指定时有效。
- 返回值：
- 若成功，则返回文件描述符（非负整数），表示打开的文件。
- 若失败，则返回-1，并设置errno。
- 作用：用于打开文件。
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
例子
创建一个可读可写文件；
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#inc;ude <stdio.h>int main()
{int fd = open("test.txt",O_RDWR|O_CREAT,S_IWUSR|S_IRUSR);write(fd,"Hello world\n",12);close(fd);exit(0);
}输出
2.4 close函数
- 参数：
fd：要关闭的文件描述符。
- 返回值：
- 若成功，则返回0。
- 若失败，则返回-1，并设置errno。
- 作用：用于关闭一个已打开的文件描述符
#include <unistd.h>
int close(int fd);
例子
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#inc;ude <stdio.h>int main()
{int fd = open("test.txt",O_RDWR|O_CREAT,S_IWUSR|S_IRUSR);write(fd,"Hello world\n",12);close(fd);exit(0);
}2.5 lseek函数
- 参数：
fd：要定位的文件描述符。offset：偏移量。whence：起始位置，可以是SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END。
- 返回值：
- 若成功，则返回新的文件偏移量。
- 若失败，则返回-1，并设置errno。
- 作用：移动文件描述符的读写位置。
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
例子
当前位置偏移5个字节
#include<fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main()
{char buf[1024];int ret;int fd = open("test.txt",O_RDWR);lseek(fd,5,SEEK_CUR);if((ret = read(fd,buf,128))<1){write(2,"Read error\n",11);}write(1,"Data read after movement:",25);write(1,buf,ret);}输出
2.6 ioctl函数
- 参数：
fd：文件描述符。request：请求代码。...：根据请求代码可能需要的额外参数。
- 返回值：
- 根据不同的请求代码和操作可能返回不同的值。
- 作用：对设备进行各种控制操作，例如设置设备参数等。
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);
例子
获取终端长宽
#include<stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>int main()
{struct winsize ws;if(ioctl(STDOUT_FILENO<TIOCGWINSZ,&WS)== -1){write(2,"Error\n",6);} printf("Terminal windows size: %d rows x %d columns\n",ws.ws_row,ws_col);return 0;
}输出
2.7 fcntl()函数
- 参数：
fd：文件描述符。cmd：命令类型。arg：根据不同的命令类型可能需要的额外参数。
- 返回值：
- 根据不同的命令类型和操作可能返回不同的值。
- 作用：提供了对文件描述符更加灵活的控制能力，可以用于实现各种高级的文件操作，如非阻塞IO、文件锁、文件描述符的异步通知。暂时先了解
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
2.8 pread()函数
- 参数和返回值同
read()函数，但可以指定读取文件的偏移量。 - 作用：类似于read()，但可以指定读取文件的偏移量。
#include <unistd.h>
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t count, off_t offset);
2.9 pwrite()函数
- 参数和返回值同
write()函数，但可以指定写入文件的偏移量。 - 作用：类似于write()，但可以指定写入文件的偏移量。
#include <unistd.h>
ssize_t pwrite(int fd, const void *buf, size_t count, off_t offset);
