一、文件IO学习大纲。 1、文件IO概念、文件概念、文件类型。 2、访问文件方法一 -> 系统IO 打开?/读取?/写入?/关闭? 3、系统IO文件描述符概念？文件描述符与文件的关系？文件描述符的值。 4、文件偏移量概念。 5、系统IO应用实例：LCD液晶、触摸屏。 6、系统IO另外一种访问文件的方式：内存映射。 -> 针对LCD液晶 7、访问文件方法二 -> 标准IO 打开?/读取?/写入?/关闭? 8、标准IO函数：处理字符/字符串 9、目录IO：访问目录，切换目录，读取目录，关闭目录。
二、文件IO概念？ 1、什么是文件？ 在linux下，一切都是文件。 除了我们平时常见的文件：1.txt/2.jpg/3.bmp/4.mp3是文件之外，linux系统还会把硬件设备当作是文件，例如：LED灯、触摸屏、LCD液晶屏幕，蜂鸣器，ADC，这些硬件设备在linux的眼中，都是文件来的。
2、什么是IO？ IO -> input/output -> 输入/输出 文件IO -> 对文件数据输入/输出 -> 写入数据到文件/从文件中读取数据出来。
3、如何实现文件读取/写入？ 不需要用户写自定义函数，因为在linux下，已经有现成的函数来实现。
访问文件方式有两种： 系统IO -> 系统调用 -> 2 System calls -> 系统IO接口都是在第2手册。 标准IO -> 库调用 -> 3 Library calls -> 标准IO接口都是在第3手册。 4、使用系统IO与标准IO访问有什么区别？ 系统IO来处理文件，没有缓冲区，直接按字节来处理。 标准IO来处理文件，有缓冲区，按块来处理。
作用对象： 访问硬件设备文件时（LED灯、触摸屏、LCD液晶） -> 直接使用系统IO来处理。 例如： 写一个温湿度传感器驱动 -> 使用系统IO来访问温湿度传感器驱动
访问普通文件（1.txt/2.bmp/3.jpg/4.mp3） -> 标准IO来处理。 例如：访问test.txt这个文件 -> 使用标准IO来访问。
5、文件类型。 -> 7种。 '-' 普通文件 -> 标准IO 'd' 目录文件 -> 目录IO 'l' 链接文件 'p' 管道文件 -> 系统IO 's' 套接字文件 'c' 字符设备文件 -> 系统IO 'b' 块设备文件 -> 系统IO
三、如何使用系统IO访问文件？ 1、如何打开文件？ -> open() -> man 2 open 函数功能：open and possibly create a file //打开和创建文件。
头文件： #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h>
函数原型： int open(const char *pathname, int flags); int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
参数： pathname：需要打开的那个文件的路径名。 （绝对路径/相对路径） flags： O_RDONLY：只读 O_WRONLY：只写 O_RDWR：可读可写
返回值： 成功：新的文件描述符file descriptor（其实就是一个最小，非负整数，没有使用过的） 失败：-1
注意：open函数什么时候会打开失败？ 1）你打开的路径不存在时。 2）如果文件本身的权限不允许，那么操作权限不对，也会失败。 例如： 文件本身的权限： "-wx-wx-wx",如果以O_RDONLY/O_RDWR去打开文件，那么就会失败。
2、如何关闭文件？ -> close() -> man 2 close 函数功能：close a file descriptor //关闭掉一个文件描述符
头文件： #include <unistd.h>
函数原型： int close(int fd);
参数： fd：需要关闭的那个文件的文件描述符。
返回值： 成功：0 失败：-1
练习1： 写程序，访问家目录下test.txt，如果访问成功，则输出"open file success",否则输出"open file error"，并关闭文件，如果关闭成功，则输出"close file success",否则输出"close file error"。
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]) { int fd,ret; fd = open("/home/gec/test.txt",O_RDWR); if(fd >= 0) { printf("open file suceess!\n"); } else{ printf("open file error!\n"); } printf("fd = %d\n",fd); ret = close(fd); if(ret == 0) { printf("close file success!\n"); } else{ printf("close file error!\n"); } return 0; }
练习2： 看看访问之后的那个文件的文件描述符是多少？ -> 3 练习3： 尝试访问一下开发板中/dev/fb0这个文件，访问之后就关闭它。 #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]) { int fd; fd = open("/dev/fb0",O_RDWR); if(fd < 0) { printf("open file error!\n"); } close(fd); return 0; }
四、文件描述符？ 1、什么是文件描述符？ 文件描述符是open函数的返回值，当open()执行成功时，就会返回非负，最小，没有使用过的整数。 例如： 3=open("1.txt"); //3就是代表这个1.txt这个文件。 4=open("2.txt"); //4就是代表这个2.txt这个文件。 A105=open("关国源") //A105就是代表这个关国源这个文件。
结论：将来需要处理文件时，我们不需要提供文件名字，只需要提供文件对应的文件描述符就可以。
2、访问文件时，发送fd从3开始分配，说明0/1/2已经被占用，究竟是谁在占用？ 其实在系统启动时，就会默认打开3个文件，分别是"标准输入","标准输出","标准出错",他们其实是一个宏定义来的，是被定义在一个头文件中，头文件路径：/usr/include/unistd.h
/* Standard file descriptors. */ #define STDIN_FILENO 0 //标准输入 -> 对象：键盘 #define STDOUT_FILENO 1 //标准输出 -> 对象：屏幕 #define STDERR_FILENO 2 //标准出错 -> 对象：屏幕
可以理解： 只要系统启动， 0 = open("标准输入")
3、举例子。 假设当前目录下有：a.txt b.txt c.txt d.txt 打开a.txt 打开b.txt 打开c.txt 关闭b.txt 打开d.txt 关闭a.txt 关闭c.txt 打开a.txt 打开c.txt 关闭d.txt 打开d.txt -> 返回值是多少? --> 4
结论：打开一个文件时候，就会得到一个文件描述符。 -> 申请资源 关闭一个文件时候，这个文件对应的文件描述符就可以被别人使用。-> 释放资源
4、研究文件描述符有没有最大值？ #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[]) { int fd; while(1) { fd = open("./a.txt",O_RDWR); printf("fd = %d\n",fd); if(fd == -1) { break; } } return 0; }
范围：0~1023。 记住：打开文件之后，记得要关闭！
五、open函数的拓展参数。
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
pathname：需要打开的文件的路径 flags: 必选（三选一） O_RDONLY：只读 O_WRONLY：只写 O_RDWR：可读可写
可选（0个/多个） -> 如果选了，就是使用了位或"|"来添加。 O_APPEND:以追加的方式打开文件，在每一次写数据之前，文件的定位都是在末尾。 O_CREAT:如果文件不存在，就会创建。 如果flags中有O_CREAT，那么mode这个参数就一定要填。 如果flags中没有O_CREAT,那么mode这个参数就算你填了，也没用。 O_TRUNC:如果文件存在并且是一个普通文件，而且打开方式必须是O_RDWR/O_WRONLY，那么这个文件就会被清空。
例子1：测试O_CREAT是否能创建文件。
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]) { umask(0000); int fd; fd = open("/home/gec/ggy_test.txt",O_RDWR|O_CREAT,0777); if(fd < 0) { printf("open error!\n"); } close(fd); return 0; }
如果文件是存在的： O_CREAT -> 不创建，打开成功 O_CREAT|O_EXCL -> 不创建，打开失败 O_EXCL就是要确保O_CREAT这个参数创建了才会生效！
如果文件是不存在的： O_CREAT -> 创建文件并且打开成功 O_CREAT|O_EXCL -> 创建文件并且打开成功
例子2： 测试O_TRUNC能不能清空？
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h>
int main(int argc,char *argv[]) { umask(0000); int fd; fd = open("./a.txt",O_RDWR|O_TRUNC); if(fd < 0) { printf("open error!\n"); } close(fd); return 0; }
一般地，O_CREAT|O_TRUNC 连用，会有什么效果？ 100%确保运行之后文件是存在的，并且是空白的！
