1、系统调用概述

系统调用，顾名思义，说的是操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口。（重要！！！）
一个进程（用户态、内核态）（了解）

2、系统调用 和 库函数的区别（重要！！！）

系统调用是需要时间的，程序中频繁的使用系统调用会降低程序的运行效率。当运行内核代码时，CPU工作在内核态，在系统调用发生前需要保存用户态的栈和内存环境，然后转入内核态工作。系统调用结束后，又要切换回用户态。这种环境的切换会消耗掉许多时间 。

3、文件描述符（重要！！！）

用一个非负整数 来标识一个文件 这个非负的整数 就是文件描述符。
打开一个文件 系统就会为我们非配一个文件描述符 操作文件描述符 就等价于 操作文件.

文件描述符表：进程运行的时候 系统创建文件描述符表 来管理系统中文件描述符。
每一个进程 默认打开了3个文件描述符（0标准输入设备/键盘 1标准输出设备/屏幕 2标准错误输出/屏幕）

案例：读取文件数据

运行结果：


当用户打开一个文件的时候 系统 会给我们分配一个最小可用的文件描述符（重要！！！）

文件描述符表的管理（位图）

4、文件的打开读写关闭

4.1、打开文件open

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname, int flags);//打开已存在的文件
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);//打开不存在的文件
//flags：read write操作文件的权限
//mode:该文件在磁盘中 相对于 用户的权限

功能：打开文件，如果文件不存在则可以选择创建。
参数：pathname：文件的路径及文件名flags：打开文件的行为标志，必选项 O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWRmode：这个参数，只有在文件不存在时有效，指新建文件时指定文件的权限
返回值：成功：成功返回打开的文件描述符失败：-1

4.1.1、flags宏的介绍（打开方式）

比如：以读写的方式打开 不存在则创建 存在清空 flags=O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC

4.1.2、mode的介绍（权限）

mode的权限分3组：所拥有者、同组用户、其他用户
每组都必须有独立的权限。

4表示读r 2表示写w 1表示可执行x


文件的最终权限 = 默认权限 - 文件掩码
文件掩码：屏蔽其他用户的权限



chmod 777 xxx将xxx的最终权限设置为777

4.2、关闭文件close

#include <unistd.h>
int close(int fd);
功能：关闭已打开的文件
参数：fd : 文件描述符，open()的返回值
返回值：成功：0失败： -1, 并设置errno

案例：

运行结果：

4.3、文件的写操作write

#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

功能：把指定数目的数据写到文件（fd）
参数：fd :  文件描述符buf : 数据首地址count : 写入数据的长度（字节）
返回值：成功：实际写入数据的字节个数失败： - 1

4.4、read读取文件数据

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

功能：把指定数目的数据读到内存（缓冲区）
参数：fd : 文件描述符buf : 内存首地址count : 读取的字节个数
返回值：成功：实际读取到的字节个数失败： - 1 文件末尾返回0

案例：读文件数据

案例：实现cp命令： cp src_file dst_dir

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char *argv[])
{//./main test.txt  testif(argc != 3){printf("please intput:./main src dst_dir\n");}char src_file[128]="";char dst_file[128]="";strcpy(src_file, argv[1]);//test.txtsprintf(dst_file,"%s/%s",argv[2], argv[1]);//"test/test.txt"int fd1 = open(src_file, O_RDONLY);if(fd1 < 0){perror("open");return 0;}int fd2 = open(dst_file, O_WRONLY|O_CREAT,0777);if(fd2 <0){perror("open");return 0;}while(1){char buf[128]="";//从s源文件中读取数据int ret = read(fd1,buf,sizeof(buf));if(ret <= 0)break;//将读到的w数据写到目的文件中write(fd2,buf,ret);}close(fd1);close(fd2);return 0;
}

运行结果：

5、文件的阻塞特性

【注意】阻塞与非阻塞是对于文件而言的，而不是指read、write等的属性

案例：默认终端是读是阻塞的

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// /dev/tty --> 当前终端设备int fd = open("/dev/tty", O_RDONLY);//默认是阻塞的if(fd<0){perror("open");return 0;}printf("fd = %d\n",fd);char buf[128]="";printf("准备读!!!\n");read(fd,buf,sizeof(buf));printf("buf=%s\n",buf);close(fd);return 0;
}

运行结果：

案例：非阻塞（）

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// /dev/tty --> 当前终端设备//int fd = open("/dev/tty", O_RDONLY);//默认是阻塞的int fd = open("/dev/tty", O_RDONLY|O_NONBLOCK);//不阻塞的if(fd<0){perror("open");return 0;}printf("fd = %d\n",fd);char buf[128]="";printf("准备读!!!\n");read(fd,buf,sizeof(buf));printf("buf=%s\n",buf);close(fd);return 0;
}

运行结果：

5.1、通过fcntl函数设置文件的阻塞特性（了解）

我们还可以通过fcntl函数来设置文件描述符的阻塞特性
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */);
功能：改变已打开的文件性质，fcntl针对描述符提供控制。
参数：fd：操作的文件描述符cmd：操作方式arg：针对cmd的值，fcntl能够接受第三个参数int arg。
返回值：成功：返回某个其他值失败：-1
fcntl函数有5种功能：
1) 复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）
2) 获得／设置文件描述符标记(cmd=FGETFD或FSETFD)
3) 获得／设置文件状态标记(cmd=FGETFL或FSETFL)
4) 获得／设置异步I/O所有权(cmd=FGETOWN或FSETOWN)
5) 获得／设置记录锁(cmd=FGETLK, FSETLK或F_SETLKW)

案例：默认阻塞

fcntl函数设置非阻塞

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[])
{char buf[128]="";//fcntl设置文件标记的3步曲//获得文件的标记int flag = fcntl(0, F_GETFL);//修改文件的标记(非阻塞标记)flag |= O_NONBLOCK;//设置文件的标记fcntl(0,F_SETFL, flag);printf("准备读!!!\n");read(0,buf,sizeof(buf));printf("buf=%s\n",buf);    return 0;
}

运行结果：

6、通过文件名 直接获取文件的状态（了解）

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int stat(const char *path, struct stat *buf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *buf);
功能：获取文件状态信息stat和lstat的区别：当文件是一个符号链接时，lstat返回的是该符号链接本身的信息；而stat返回的是该链接指向的文件的信息。
参数：path：文件名buf：保存文件信息的结构体
返回值：成功： 0失败: -1

struct stat的结构信息：

struct stat {dev_t           st_dev;     //文件的设备编号ino_t           st_ino;     //节点mode_t          st_mode;            //文件的类型和存取的权限nlink_t         st_nlink;       //连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1uid_t           st_uid;     //用户IDgid_t           st_gid;     //组IDdev_t           st_rdev;        //(设备类型)若此文件为设备文件，则为其设备编号off_t           st_size;        //文件字节数(文件大小)blksize_t       st_blksize;     //块大小(文件系统的I/O 缓冲区大小)blkcnt_t        st_blocks;      //块数time_t          st_atime;       //最后一次访问时间time_t          st_mtime;       //最后一次修改时间time_t          st_ctime;       //最后一次改变时间(指属性)
};

st_mode(16位整数)参数说明：

案例：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
int main(int argc,char *argv[])
{struct stat my_stat;stat("test.txt", &my_stat);printf("文件的大小:%u\n", my_stat.st_size);if(S_ISREG(my_stat.st_mode)){printf("它是一个普通文件\n");}else if(S_ISDIR(my_stat.st_mode)){printf("它是一个目录文件\n");}if((my_stat.st_mode& S_IRUSR)== S_IRUSR){printf("所有者具备读的权限\n");}return 0;
}

运行结果：

7、文件的目录操作（了解）

我们经常需要读取一个目录下的所有文件名,所以一下介绍如何读取一个文件下的目录
步骤：

1、打开文件目录opendir

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);
功能：打开一个目录
参数：name：目录名
返回值：成功：返回指向该目录结构体指针失败：NULL

2、读取目录readdir 调用一次 只能读取一个文件

#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
功能：读取目录
参数：dirp：opendir的返回值
返回值：成功：目录结构体指针失败：NULL

struct dirent：

struct dirent
{ino_t d_ino;                  // 此目录进入点的inodeoff_t d_off;                    // 目录文件开头至此目录进入点的位移signed short int d_reclen;      // d_name 的长度, 不包含NULL 字符unsigned char d_type;           // d_type 所指的文件类型char d_name[256];               // 文件名
};

d_type取值：

3、关闭closedir

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);
功能：关闭目录参数：dirp：opendir返回的指针返回值：成功：0失败：-1

案例：

#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
int main(int argc,char *argv[])
{//打开目录DIR *dir = opendir("test");if(dir == NULL){perror("opendir");return 0;}//读取目录while(1){struct dirent *p = readdir(dir);if(p == NULL)break;printf("文件名:%s  ", p->d_name);if(p->d_type == DT_DIR){printf("目录\n");}else if(p->d_type == DT_REG){printf("普通文件\n");}}//关闭closedir(dir);
}

运行结果：

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