嵌入式学习 20（Linux高级编程——文件—

文件操作相关函数

一、symlink 函数

int symlink(const char *oldpath, const char *newpath);

功能：
创建一个指向 oldpath 文件的新的符号链接（软链接）文件。
参数：
• oldpath：被链接指向的原始文件的路径。
• newpath：新创建的符号链接文件的路径。
返回值：
• 成功时，返回 0 。
• 失败时，返回 -1 。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 以只写方式打开文件"aaa"
    fopen("aaa","w");  
    // 创建一个指向文件"aaa"的符号链接"bbb"，并将返回值存储在 link 中
    int link = symlink("./aaa","bbb");  
    // 如果创建符号链接失败（返回值为 -1）
    if( link == -1 )  
    {
        // 向标准错误输出"symlink error"
        fprintf(stderr,"symlink error\n");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;
}

二、remove 函数

int remove(const char *pathname);

功能：
删除一个文件。
参数：
pathname：要删除文件的路径。
返回值：
• 成功时，返回 0 。
• 失败时，返回 -1 。

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 尝试删除文件"./bbb"，并将返回值存储在 rm 中
    int rm = remove("./bbb");  
    // 如果删除操作失败（返回值为 -1）
    if ( rm == -1 )  
    {
        // 向标准错误输出"remove error"
        fprintf(stderr,"remove error\n");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;
}

三、rename 函数

int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

功能：
将一个文件或目录从旧路径重命名为新路径。
参数：
• oldpath：旧路径。
• newpath：新路径。
返回值：
• 成功时，返回 0 。
• 失败时，返回 -1 。

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 尝试将文件"./aaa"重命名为"bbb"，并将返回值存储在 rn 中
    int rn = rename("./aaa", "bbb");  
    // 如果重命名操作失败（返回值为 -1）
    if (rn == -1)  
    {
        // 向标准错误输出"rename error"
        fprintf(stderr, "rename error\n");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;
}

四、link 函数

int link(const char *oldpath, const char *newpath);

功能：
创建一个硬链接文件。
参数：
• oldpath：要链接指向的文件。
• newpath：创建的新硬链接文件的路径。
返回值：
• 成功时，返回 0 。
• 失败时，返回 -1 。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 尝试创建一个指向文件"./bbb"的硬链接"aaa"，并将返回值存储在 lk 中
    int lk = link("./bbb", "aaa");  
    // 如果创建硬链接操作失败（返回值为 -1）
    if (lk == -1)  
    {
        // 向标准错误输出"link error"
        fprintf(stderr, "link error");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;
}

五、truncate 函数

int truncate(const char *path, off_t length);

功能：
将指定文件的大小截断为指定的长度。
参数：
• path：要截断的文件的路径。
• length：要截断到的长度。
返回值：
• 成功时，返回 0 。
• 失败时，返回 -1 。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 尝试将文件"./aaa"截断为 1024 * 1024 * 1024 字节大小，并将返回值存储在 tc 中
    int tc = truncate("./aaa", 1024 * 1024 * 1024);  
    // 如果截断操作失败（返回值为 -1）
    if (tc == -1)  
    {
        // 向标准错误输出"truncate error"
        fprintf(stderr, "truncate error\n");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;  
}

错误处理相关函数

六、perror 函数

void perror(const char *s);

功能：
打印指定的字符串和与当前 errno 值对应的错误信息到标准错误输出。
参数：
s：要在错误信息前打印的字符串。
返回值：
无。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 以只读方式打开文件"aaa"，并将文件指针存储在 fp 中
    FILE * fp = fopen("aaa","r");  
    // 如果文件打开失败，文件指针为 NULL
    if ( fp == NULL )  
    {
        // 向标准错误输出"fopen errro"
        fprintf(stderr,"fopen errro\n");  
        // 调用 perror 函数输出与当前 errno 对应的错误描述
        perror("fopen");  
        // 程序返回 1，表示出现错误
        return 1;  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;  
}

七、strerror 函数

char *strerror(int errnum);

功能：
根据给定的错误码返回对应的错误信息字符串。
参数：
errnum：错误码。
返回值：
成功时返回对应的错误信息字符串。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int i;
    // 从 0 到 134 进行循环
    for (i = 0; i < 135; i++) 
    {
        // 打印当前的数字 i 以及对应的错误描述字符串
        printf("%d: %s\n", i, strerror(i));  
    }
    // 程序正常返回 0
    return 0;
}

八、error 函数

void error(int status, int errnum, const char *format,...);

功能：
程序出错时打印对应的出错原因、用户输入的字符串并退出。
参数：
• status：程序退出的状态，如 EXIT_FAILURE（1）或 EXIT_SUCCESS（0）。
• errnum：错误码。
• format：类似 printf 的格式化字符串。
返回值：
无。
C 内置宏
• __FILE__：表示当前源文件的文件名。
• __LINE__：表示当前代码所在的行号。
• __func__：表示当前所在的函数名。
• __DATE__：表示编译日期，格式为 "Mmm dd yyyy"。
• __TIME__：表示编译时间，格式为 "hh:mm:ss"。

#include <stdio.h>
#include <error.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
    // 尝试以只读方式打开文件 "aaa"，并将文件指针存储在 fp 中
    FILE * fp = fopen("aaa", "r");
    // 如果文件打开失败，文件指针为 NULL
    if (fp == NULL)
    {
        // 使用 error 函数打印错误信息并退出程序
        // 1 表示退出状态为 1（失败）
        // errno 表示获取当前的错误码
        // 后面的参数是自定义的错误描述，包含了文件名、行号、函数名、日期和时间等信息
        error(1, errno, "fopen,file:%s line:%d func:%s date:%s time:%s\n",
              __FILE__, __LINE__, __func__, __DATE__, __TIME__);
        return 1;
    }

    return 0;
}

Makefile 工程管理工具

Makefile 是一种工程管理工具，具有以下特点和作用：
1. 定义规则
◦ 描述了项目中文件之间的依赖关系和生成这些文件的命令。
2. 自动化编译
◦ 当您修改了某些源文件后，Makefile 能够自动确定哪些文件需要重新编译，并执行相应的编译命令，提高开发效率。
3. 灵活配置
◦ 可以方便地设置编译器选项、链接库、包含路径等各种编译和链接参数。
4. 目标管理
◦ 您可以定义不同的目标，例如编译、清理、安装等，通过指定不同的目标来执行不同的操作序列。
5. 跨平台
◦ 其语法相对简单且具有一定的通用性，在不同的操作系统和开发环境中都能使用。
例如，一个简单的 Makefile 可能包含规则，说明如何从源文件生成目标文件，以及如何将目标文件链接成可执行文件。当您运行 make 命令时，它会按照规则进行相应的操作。

比如我要编写三个.c文件，我的Makefile可以这么写：

SRC = main.c  # 定义变量 SRC 并初始化为 main.c
SRC += add.c  # 向 SRC 变量添加 add.c
SRC += mul.c  # 向 SRC 变量继续添加 mul.c
OBJ = all  # 定义变量 OBJ 为 all

# 自定义变量
FALG = -g  # 定义编译调试标志变量为 -g
LIB = -lm  # 定义链接数学库的变量为 -lm
CC = gcc  # 定义编译器为 gcc

$(OBJ):$(SRC)  # 定义目标 all 依赖于 SRC 变量所包含的源文件
    $(CC) $(SRC) -o $(OBJ) $(FALG) $(LIB)  # 当 all 目标需要更新时，执行的编译和链接命令

clean:  # 定义名为 clean 的目标，用于清理操作
    rm $(OBJ)  # 执行删除 all 目标文件的操作

这个 Makefile 定义了源文件列表 SRC（包含 main.c、add.c 和 mul.c）和目标文件 OBJ（为 all）。通过自定义变量设置了编译选项 FALG（调试标志）、链接库 LIB（数学库）和编译器 CC（gcc）。
主要目标 all 依赖于源文件，当执行 make all 时，会使用指定的编译器、编译选项和链接库将源文件编译并链接为目标文件 all。
clean 目标用于清理生成的目标文件 all，执行 make clean 时会删除它。

gdb 调试器

gdb （GNU Debugger）是用于调试程序的工具。
• 特点：
◦ 断点设置：可以在代码的特定位置设置断点，使程序在运行到该点时暂停。
◦ 变量查看和修改：能够查看程序运行时变量的值，并在需要时进行修改。
◦ 单步调试：支持逐行执行代码，观察程序的执行流程和状态。
• 用途：
◦ 查找和修复程序中的逻辑错误和运行时错误。
◦ 理解程序的执行过程，优化程序的性能。