嵌入式Linux学习笔记第三天
——文件编程
嵌入式Linux文件编程有两种方式：系统调用和库函数。常用的文件操作函数有，open、read、write、lseek。通常来说，当一个进程运行时，都会自动打开三个文件：标准输入（键盘）、标准输出（屏幕）、标准出错处理（屏幕）。这三个文件对应的文件描述符分别为0、1、2.（对应的宏为STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO、STDERR_FILENO）。
一：系统调用：
所谓的系统调用其实就是操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊的接口”，用户程序可以通过这个特殊的接口获得操作系统内核提供的服务。那么，为啥操作系统不直接让用户直接访问内核，还搞出个“特殊的接口”，Linux操作在安全方面考虑的比较周到，为了更好的保护内核空间，将程序运行空间分为用户空间（0-3G）和内核空间（3G-4G），它们分别运行在不同的等级上，在逻辑上是相互分离的。通常情况系，用户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也就不能访问内核函数，它们只能操作用户数据，调用用户函数。下面介绍几个常用的函数。Creat() , open(), close(),read(), write(), lseek().
1：创建文件：int creat(const char *filename, mode_t mode)
所需头文件：#include<sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
Filename为创建文件的文件名（包含路径，缺省是默认为当前路径），
Mode为创建的文件属性，S_IRUSR 可读
S_IWUSR 可写
S_IXUSR 可执行
S_IRWXU 可读可写可执行
或者是用数字表示，0无任何权限，1可执行，2可写，4可读，6可读可写；
要创建一个用户可读、可写、可执行，但是组没有权限，其他人可以读、可以执行的文件，并设置用户ID位。那么，我们应该使用的模式是1(设置用户ID)、0(不设置组ID)、7(1+2+4，读、写、执行)、0(没有权限)、5(1+4，读、执行)即10705：
参考程序：
#include <stdio.h>
#include <stblib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
viod creat_file(char *filename) {
/*创建的文件具有什么样的属性？*/
if(creat(filename,0755)<0){
printf(“creat file %sfailure!\n”,filename);
exit(EXIT_FAILURE);
} else {
printf(“creat file %ssuccess!\n”,filename);
}
}
int main(int argc,char *argv[]) {
int i;
if(argc<2){
perror("you haven'tinput the filename,please try again!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i=1;i<argc;i++){
create_file(argv[i]);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
2：打开文件：int open(const char*pathname, flags, mode _t mode)
所需头文件：#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
pathname：被打开文件名（可包括路径名,缺省时为当前目录）
flags：文件打开的方式，参数可以通过“|”组合构成，但前3个参数不能互相重合。
O_REONLY：只读方式打开文件
O_WRONLY：可写方式打开文件
O_RDWR：读写方式打开文件
O_CREAT：如果文件不存在时就创建一个新文件，并用第三个参数为其设置权限。
O_EXCL：如果使用O_CREAT时文件存在，则可返回错误信息。这一参数可测试文件是否存在。
O_NOCTTY：使用本参数时，如文件为终端，那么终端不可以作为调用open（）系统调用的那个进程的控制终端。
O_TRUNC：如文件已经存在，并且以只读或只写成功打开，那么会先全部删除文件中原因数据。
O+APPEND：以添加方式打开文件，在打开文件的同时，文件指针指向文件末尾。
mode _t mode：被打开文件的存取权限，为8进制表示法（调用O_CREAT才需要）。
函数返回值：成功：返回文件描述符
失败：-1
3：关闭文件：int close(int fd)
所需头文件：#include<unistd.h>
fd 为文件描述符，
函数返回值： 成功:0
出错：-1
例程：#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc ,char *argv[]){
int fd;
if(argc<2){
puts("please inputthe open file pathname!\n");
exit(1);
}
//如果flag参数里有O_CREAT表示,该文件如果不存在,系统则会创建该文件,该文件的权限由第三个参数决定,此处为0755
//如果flah参数里没有O_CREAT参数,则第三个参数不起作用.此时,如果要打开的文件不存在,则会报错.
//所以fd=open(argv[1],O_RDWR),仅仅只是打开指定文件
if((fd=open(argv[1],O_CREAT|O_RDWR,0755))<0){
perror("open file failure!\n");
exit(1);
}else{
printf("open file %d success!\n",fd);
}
close(fd);
exit(0);
}
4：读取文件 int read(int fd, void *buf,size_t length)
所需头文件：#include<unistd.h>
函数传入值
fd:文件描述符
buf：指定存储器读出数据的缓冲区
size_t length：指定读出的字节数
函数返回值：成功：读出的字节数0：已到达文件尾 -1：出错
在读普通文件时，若读到要求的字节数之前已达到文件的尾部，则返回字节数会小于希望读出的字节数。
5：写入文件：int write(int fd,void*buf,size_t length)
所需头文件：#include<unistd.h>
函数传入值：
fd:文件描述符
Buf：指定存储器写入数据的缓冲区
length：指定读出的字节数
函数返回值：成功：已写的字节数-1：出错
6:、偏移函数：int lseek(int fd,off_t offset,int whence)
所需头文件：#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
函数传入值：
fd:文件描述符
Offset：偏移量，每一读写操作所需要移动的距离，单位是字节的数量，可正可负（向前移，向后移）
Whence：当前位置的基点：
SEEK_SET：当前位置为文件开头，新位置为偏移量的大小
SEEK_CUR：当前位置为文件指针位置，新位置为当前位置加上偏移量
SEEK_END：当前位置为文件的结尾，新位置为文件的大小加上偏移量大小
返回值： 成功：文件相对开头的当前位移
出错：-1
二：库函数编程
C库函数的文件操作实际上是独立于具体的操作系统平台的，不管是在DOS、
Windows、Linux还是在VxWorks中都是这些函数：
1：创建和打开： FILE *fopen(const char *filename,const char *mode)
所需头文件：#include<stdio.h>
函数传入值：
Filename：打开的文件名（包含路径，缺省时为当前路径）。
Mode:打开模式，C语言中支持的打开模式如下表
其中b用于区分二进制文件和文本文件，这一点在DOS、Windows系统中是有区分的，但Linux不区分二进制文件和文本文件。
返回值： 成功：指向file的指针
失败：NULL
2：关闭文件：int fclose(FILE *stream)
需头文件 |
#include<stdio.h> Stream:已打开的文件指针。 |
函数说明 |
fclose()用来关闭先前fopen()打开的文件。此动作会让缓冲区内的数据写入文件中，并释放系统所提供的文件资源。 |
返回值 |
成功：返回0， 错误：返回EOF并把错误代码存到errno。 |
例程： #include<stdio.h>
int main()
{
FILE *fp;
fp = fopen(“HELLO.c”,”a++”);
if(fp == NULL) return 0;
fclose(fp);
}
3:读取文件：size_t fread(void *ptr,size_t size,size_tn, FILE *stream)
所需头文件：#include <stdio.h>
函数传入值：
Ptr：存放读入数据的缓存区
Size_t size :每段读取的记录大小
Size_t n:读取的段数，
Stream：要读取的文件流（对应文件指针）
返回值： 成功：返回实际读取到的n数目
失败：EOF
例程：
#include<stdio.h>
#define nmemb 3
struct test
{
char name[20];
int size;
}s[nmemb];
main()
{
FILE * stream;
int i;
stream = fopen(“/tmp/fwrite”,”r”);
fread(s,sizeof(struct test),nmemb,stream);
fclose(stream);
for(i=0;i<nmemb;i++)
printf(“name[%d]=%-20s:size[%d]=%d\n”,i,s[i].name,i,s[i].size);
}
执行结果
name[0]=Linux! size[0]=6
name[1]=FreeBSD! size[1]=8
name[2]=Windows2000 size[2]=11
4：写入文件：size_t fwrite(const void *ptr,size_t size,size_t n, FILE * stream)
所需头文件：#include <stdio.h>
函数传入值：
Ptr：存放读入数据的缓存区
Size_t size :每段读取的记录大小
Size_t n:读取的段数，
Stream：要写入的文件流（对应文件指针）
返回值： 成功：返回实际读取到的n数目
失败：EOF
例程：
#include<stdio.h>
#define set_s (x,y){strcoy(s[x].name,y);s[x].size=strlen(y);}
#define nmemb 3
struct test
{
char name[20];
int size;
}s[nmemb];
main()
{
FILE * stream;
set_s(0,”Linux!”);
set_s(1,”FreeBSD!”);
set_s(2,”Windows2000.”);
stream=fopen(“/tmp/fwrite”,”w”);
fwrite(s,sizeof(structtest),nmemb,stream);
fclose(stream);
}
5：由文件中读取一个字符：int getc(FILE * stream);
所需头文件：#include <stdio.h>
函数传入值：
Stream：要读取的文件流（对应文件指针）
函数说明：fgetc()从参数stream所指的文件中读取一个字符。若读到文件尾而无数据时便返回EOF。
返回值： 成功：读取到的字符
失败：EOF（已到文件尾）
例程： #include<stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
int c;
fp=fopen(“exist”,”r”);
while((c=fgetc(fp))!=EOF)
printf(“%c”,c);
fclose(fp);
}
6：由文件中写入一个字符：int fputc(int c,FILE * stream)
所需头文件：#include <stdio.h>
函数传入值：
Stream：要写入的文件流（对应文件指针）
返回值： 成功：写入的字符
失败：EOF
例程：#include<stdio.h>
main()
{
FILE * fp;
chara[26]=”abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”;
int i;
fp= fopen(“noexist”,”w”);
for(i=0;i<26;i++)
fputc(a[i],fp);
fclose(fp);
}
7：移动文件流的读写位置：int fseek(FILE * stream,long offset,intwhence);
所需头文件：#include <stdio.h>
函数传入值：
Stream：要移动的文件流（对应文件指针）
Offset：移动的相对量
Whence为移动的参考量。为下列其中一种:
SEEK_SET从距文件开头offset位移量为新的读写位置。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offset允许负值的出现。
下列是较特别的使用方式:
1) 欲将读写位置移动到文件开头时:fseek(FILE*stream,0,SEEK_SET);
2) 欲将读写位置移动到文件尾时:fseek(FILE *stream,0,0SEEK_END);
函数说明：
fseek()用来移动文件流的读写位置。参数stream为已打开的文件指针，参数offset为根据参数whence来移动读写位置的位移数。
返回值： 成功：0
失败：-1
附加说明：fseek()不像lseek()会返回读写位置，因此必须使用ftell()来取得目前读写的位置。
例程：
#include<stdio.h>
main()
{
FILE * stream;
long offset;
fpos_t pos;
stream=fopen(“/etc/passwd”,”r”);
fseek(stream,5,SEEK_SET);
printf(“offset=%d\n”,ftell(stream));
rewind(stream);
fgetpos(stream,&pos);
printf(“offset=%d\n”,pos);
pos=10;
fsetpos(stream,&pos);
printf(“offset =%d\n”,ftell(stream));
fclose(stream);
}
执行结果
offset = 5
offset =0
offset=10
8：格式化输出数据至文件：int fprintf(FILE * stream, const char *format,.......);
所需头文件：#include <stdio.h>
函数说明
fprintf()会根据参数format字符串来转换并格式化数据，然后将结果输出到参数stream指定的文件中，直到出现字符串结束('\0')为止。
返回值： 成功：实际输出的字符数，
失败：-1，错误原因存于errno中。
例程：
#include<stdio.h>
main()
{
int i = 150;
int j = -100;
double k = 3.14159;
fprintf(stdout,”%d %f %x \n”,j,k,i);
fprintf(stdout,”%2d %*d\n”,i,2,i);
}
执行
-100 3.141590 96
150 150
9：格式化字符串输入：int fscanf(FILE * stream ,const char*format,....);
所需头文件：#include <stdio.h>
函数说明
fscanf()会自参数stream的文件流中读取字符串，再根据参数format字符串来转换并格式化数据。格式转换形式请参考scanf()。转换后的结构存于对应的参数内。
返回值： 成功：参数数目，
失败：-1，错误原因存于errno中。
例程：
#include<stdio.h>
main()
{
int i;
unsigned int j;
char s[5];
fscanf(stdin,”%d%x %5[a-z] %*s %f”,&i,&j,s,s);
printf(“%d %d %s\n”,i,j,s);
}
执行
10 0x1b aaaaaaaaabbbbbbbbbb /*从键盘输入*/
10 27 aaaaa
10：取得当前的工作目录：char * getcwd(char * buf,size_t size)
所需头文件：#include<unistd.h>
函数说明
getcwd()会将当前的工作目录绝对路径复制到参数buf所指的内存空间，参数size为buf的空间大小。在调用此函数时，buf所指的内存空间要足够大，若工作目录绝对路径的字符串长度超过参数size大小，则回值NULL，errno的值则为ERANGE。倘若参数buf为NULL，getcwd()会依参数size的大小自动配置内存(使用malloc())，如果参数size也为0，则getcwd()会依工作目录绝对路径的字符串程度来决定所配置的内存大小，进程可以在使用完此字符串后利用free()来释放此空间。
返回值：成功：将结果复制到参数buf所指的内存空间，
或 是返回自动配置的字符串指针。
失败：NULL，错误代码存于errno。
例程：
#include<unistd.h>
main()
{
char buf[80];
getcwd(buf,sizeof(buf));
printf(“currentworking directory : %s\n”,buf);
}
执行
current workingdirectory :/tmp