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文件标识符fd

article 2024/9/22 6:56:07

1.用c语言打开一个文件

#include<stdio.h>    
    
int main()    
{    
  FILE* fp=fopen("log.txt","w");    
  if(fp==NULL)    
  {    
    perror("fopen");    
    return 1;    
  }    
  fclose(fp);    
                                                                                                                                                             
  return 0;    
}

我们用“w"的方式打开log.txt文件，如果这个文件不存在，就创建这个文件，如果文件存在，就把这个文件内容清空然后打开

打开文件的本质是进程打开文件，文件没有被打开时，在磁盘中

一个进程可以打开多个文件，那么操作系统中肯定存在大量被打开的文件，那么怎么对这些文件管理呢？

2.文件管理

文件=属性+内容

文件->磁盘->外设->硬件，所以向文件写入本质上是向硬件中写入，但是用户们没有权力直接访问硬件，所以要通过操作系统访问硬件，我们用的C/C++文件操作本质上都是对系统调用接口的封装

1.系统调用的文件操作

  #include<stdio.h> 
  #include<unistd.h>
  #include<sys/types.h>    
  #include<sys/stat.h>    
  #include<fcntl.h>    
      
  int main()    
  {    
    umask(0);//修改文件权限默认掩码    
    //system call    
    int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT,0666);    
    if(fd<0)    
    {    
      perror("fd");    
      return 1;    
    }                                                                                                                                                        
  close(fd);    
    return 0;    
  }

对于open函数

#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname, int flags, ...);

pathname：表示指向包含文件名的字符串指针，flags表示以不同的方式打开这个文件，比如：

O_RDONLY：以只读方式打开文件。
O_WRONLY：以只写方式打开文件。
O_RDWR：以读写方式打开文件。
O_CREAT：如果文件不存在则创建它。
O_TRUNC：如果文件已存在且成功打开，则将其长度截断为 0。
O_APPEND：写入时将数据追加到文件末尾。
O_EXCL：与 O_CREAT 一起使用，如果文件已存在则 open 调用失败。
O_NONBLOCK：以非阻塞模式打开文件。
O_SYNC：所有写操作都应同步到存储设备。

...：如果我们第二个参数使用了O_CREAT，那么第三个参数表示创建文件的权限，它通常与umask相结合来确定文件的最终权限，比如umask为0，第三个参数设置成0666,表示文件权限是rw-rw-rw-，

open函数失败时返回-1，成功时返回一个非负的文件描述符；

2.fd理解

什么是fd呢？

文件描述符fd本质上是文件映射关系的下标

我们使用系统调用函数open打开文件时，首先我们把进程加载到内存中，进程的task_struct中有一个files指针，用来指向files_struct结构体，files_struct结构体是代表进程打开文件信息的数据结构，被打开的文件也会在内存中加载对应的file结构体，每一个被打开的文件在内存中有对应的struct file，同时开辟的有文件缓存区，然后文件内容从磁盘上拷贝到文件缓冲区中，然后被打开的文件属性保存到file结构体中，这样就可以对文件进行管理了，每一个file结构体对应的fd_array数组的下标，就是文件标识符fd，用来管理这个文件，然后我们获取到文件标识符fd，可以对文件进行写入，修改，

open的作用