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💡文件操作的系统接口

访问文件会访问到硬件，访问硬件必须要经过OS，所以OS必须提供对应的访问文件的系统调用。

在认识open系统调用之前，先来认识一下两个概念： 系统调用 和 库函数

上面的fopen fclose fread fwrite都是C标准库当中的函数，我们称之为库函数（libc）。而 open close read write lseek 都属于系统提供的接口，称之为系统调用接口。

🍑open系统调用

简单介绍：

• 参数：参数一：被打开文件的路径.
• 参数二：标志位（这是一个32的位图，这样可以用 | 传递多个标志）.
• 参数三：当文件不存在，需要新建文件的时候，指明文件权限（受系统umask权限掩码的约束）。也就是当文件不存在的时候，我们需要用有三个参数的open。

设置权限掩码接口：umask( ) ：只会影响调用它的进程所认为的掩码，其他进程不受影响。

常用的标志位：

介绍几个常用的：
O_RDONLY：以读的方式打开。
O_WRONLY：以写的方式打开，在文件的开头开始覆盖式的写入，并不会将之前的内容清空。
O_CREAT：如果文件不存在，创建文件。
O_APPEND：在文件结尾处追加写入。
O_TRUNC：写入之前清空文件之前的内容。

返回值：
成功返回文件描述符fd，失败返回-1

⚡close系统调用

`

参数介绍：

• 被关闭的文件的描述符；

返回值介绍：

• 成功返回0，失败返回-1；

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🦈write系统调用

参数介绍：

• 参数一：目标文件的文件描述符。
• 参数二：要写入的字符串的起始地址。
• 参数三：写入的字符串的长度。

返回值介绍：

• 成功返回所写的字符串大小，失败返回-1；

代码示例：

int main()
 {
     umask(0);
     int fd = open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
     if(fd==-1)
     {
         perror("open");
         return 1;
     }
     
     const char* msg="hello world";
     write(fd,msg,strlen(msg));                                                                                                          
  
     close(fd);
     
 	 return 0;
  }

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🦅read系统调用

参数介绍：

• 参数一：读取的文件。
• 参数二：将读取的内容放在buf里面。
• 参数三：读取多大的内容。

返回值介绍：

• 成功返回读取的内容的字节大小，失败返回-1；

代码演示`：

     int fd = open("log.txt",O_RDONLY);                                                                                                
     if(fd==-1)
     {
         perror("open");
         return 1;
     }
     char buf[1024];
     ssize_t s = read(fd,buf,sizeof(buf));
     if(s>0)
     {
     	printf("%s\n",buf);
	 }

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📚文件管理

📕文件描述符fd

通过对open函数的学习，我们知道了文件描述符就是一个小整数。

0 & 1 & 2
Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符，分别是标准输入0， 标准输出1， 标准错误2.
0, 1, 2 对应的物理设备一般是：键盘，显示器，显示器

所以输入输出还可以采用如下方式：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
 char buf[1024];
 ssize_t s = read(0, buf, sizeof(buf));
 if(s > 0){
 buf[s] = 0;
 write(1, buf, strlen(buf));
 write(2, buf, strlen(buf));
 }
 return 0;
}

🎈OS管理文件

现在知道，文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用，所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包涵一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针！所以，本质上，文件描述符就是该数组的下标。所以，只要拿着文件描述符，就可以找到对应的文件。

🌈文件描述符的分配规则

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
 
int main()
{
 int fd = open("myfile", O_RDONLY);
 if(fd < 0){
 perror("open");
 return 1;
 }
 printf("fd: %d\n", fd);
 
 close(fd);
 return 0;
}

输出：3.

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当关闭0或者2，再观察

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
 
int main()
{
 close(0);
 //close(2);
 int fd = open("myfile", O_RDONLY);
 if(fd < 0){
 perror("open");
 return 1;
 }
 printf("fd: %d\n", fd);
 
 close(fd);
 return 0;
}

运行结果：关闭0，fd=0；关闭2，fd=2；

结论·：
默认打开的三个流分别占用了 下标0 1 2 的位置。
文件描述符的分配规则：在files_struct数组当中，找到当前没有被使用的
最小的一个下标，作为新的文件描述符。

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