這篇文章主要介紹了Linux操作文件的底層系統怎么調用的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇Linux操作文件的底層系統怎么調用文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。
linux操作系統奉行一切皆文件的理念，所有文件設備幾乎都可以用一套系統調用即open()/close()/write()/read()等來操作。系統調用和C庫調用操作文件類似。Linux自帶的man手冊是最權威的。通過查看man手冊來查看系統調用用法。
代號 —— 代表的含義
1 —— 用戶在shell環境下可操作/可執行的命令
2 —— 系統內核可調用的函數與工具
3 —— 一些常用的函數與函數庫，大部分C的函數庫
4 —— 設備文件的說明，通常是在 /dev下的設備
5 —— 配置文件或某些文件的格式
6 —— 游戲
7 —— 管理與協議等，例如Linux文件系統、網絡協議等
8 —— 系統管理員可用的命令
9 —— 與Kernel有關的文件
注意，系統的頭文件在Linux中一般存放在/usr/include目錄下；下面包含的一些頭文件有的帶了sys，其實是include底下的子目錄中的頭文件
返回值類型： int——文件描述符fd，每打開一個文件，就會得到一個文件描述符，這個文件描述符是整形的，我們通過文件描述符進行讀寫操作。
失?。?1
成功：>= 0，即文件描述符；
mode_t是一個類型別名，實際上就是一個有符號的整數，對open函數而言，僅僅當創建新文件時才使用第三個參數
flag：打開標志
注意： 這些其實都是定義的一些宏，當需要使用到多個參數時，使用按位或“ | ”構成多個flag參數
也可跟隨下面的方式一起使用：
其他不一一介紹，需要使用時自查。
返回值：
若成功為已經寫入的字節數；
若出錯為-1；
注意：計劃寫入的字節數和函數的返回值不相等時，表示寫入出現了錯誤，可以用來檢驗寫入是否成功；
參數：
fd：寫入文件的文件描述符；
buf：存放待寫數據的緩存；
count：要求寫入一次數據的字節數；
注意：
對于普通文件，寫操作從文件的當前位移量處開始，若如果在打開該文件時，指定了O_APPEND選擇項，則在每次寫操作之前，將文件位移量設置在文件的當前結尾處。在一次成功寫之后，該文件位移量增加實際寫的字節數。
返回值 ：讀到的字節數
若已到文件尾為0；若出錯為-1；
參數
fd：讀取文件的文件描述符；
buf：存放讀取數據的緩存；
count：要求讀取一次數據的字節數；注意返回值是實際讀到的字節數，二者并不相同；
注意：讀操作從文件的當前位移量開始，在成功返回之前，該位移量增加實際讀得的字節數（這個位移量是可以自己設置的）；
注意：當一個進程終止時，它所打開的文件都由內核自動關閉。
注：這些不帶緩存的函數都是內核提供的系統調用；這正是和我們在C語言中學到的那些IO操作不同的地方，他們不是標準C的組成部分，但是POSIX的組成部分。
標準C對文件操作時都是通過對FILE的結構體指針進行操作的，而這里使用的是文件描述符。
文件描述符的范圍是0——OPEN MAX，早期的Unix采用的上限為19（即允許每個進程打開20個文件），現在很多系統將即增加到63，Linux為1024，具體多少可以在<unistd.h>的頭文件中查找。
文件描述符與文件指針
FILE *fdopen(int fd,const char *mode)，將文件描述符轉為文件指針；
int fileno(FILE *stream)，將文件指針轉換為文件描述符；
功能： 定位一個已打開的文件
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);
fd：已經打開的文件描述符；
offset：位移量；
whence：定位的位置，即基準點
SEEK_SET：將該文件的位移量設置為距文件開始處offset個字節；
SEEK_CUR：將該文件的位移量設置為其當前值加offset，offset可正可負；
SEEK_END：將該文件的位移量設置為文件長度加offset，offset可正可負（此時若為正值，就涉及到空洞文件了，請看下面的講解）；
返回值：**若成功則返回新的文件位移量（絕對位移量）**若出錯為-1；定位到文件尾部時，可以返回文件的大??；
lseek函數也可以用來確定所涉及的文件是否可以設置位移量，如果文件描述符所引用的是一個管道或者FIFO，則lseek返回-1，并將errno設置為EPLPE；
空洞文件示例：
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
//生成空洞文件
char *buffer = "0123456789";
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc < 2)
{
fprintf(stderr,"-usage:%s [file]\n",argv[0]);
exit(1);
}
int fd = open(argv[1],O_WRONLY | O_CREATE | O_TRUNC,0777);
if(fd < 0)
{
perror("open error");
exit(1);
}
size_t size = strlen(buffer) * sizeof(char);
//將字符串寫入到空洞文件中
if(write(fd,buffer,size) != size)
{
perror("write error");
exit(1);
}
//定位到文件尾部的10個字節處
if(lseek(fd,10L;SEERK_END) < 0)
{
perror("lseek error");
exit(1);
}
//從文件尾部的10個字節處再寫入字符串
if(write(fd,buffer,size) != size)
{
perror("write error");
exit(1);
}
close(fd)；
return 0;
}
我們可以看到用more命令查看文件內容時，發現顯示的內容只有一次寫入的結果，用od
-c命令查看文件的ASSCI碼，我們會發現在兩次內容之間，有10個\0，這就是空洞，用vim打開該文件內容也可以看到，有10個^@符。
注：每個文件都有一個與其相關聯的“當前文件偏移量”，它是一個非負整數，用以度量從文件開始處計算的字節數。通常讀寫操作都以文件當前偏移量處開始，并使得偏移量增加所讀或所寫的字節數。按系統默認，當打開一個文件時，除非指定O_APPEND選擇項，否則該文件位移量被設置為0；
示例：
運行結果如下：
fd = 3的原因是：
系統內部PCB存在一個文件表，以記錄打開的文件，文件描述符其實就是文件表的下標
0——FILE* stdin，標準輸入
1——FILE* stdout，標準輸出
3——FILE* stderr，標準錯誤輸出
本程序已經默認打開了三個文件，fd排到第四個，所以編號為3
接下來進行文件讀取
運行結果如下：
首先聲明：我們不區分文本文件還是二進制文件
完成對一個圖片的復制，我們可以使用以下的方案：
先打開原來的二進制文件
打開一個新的文件
從原來的二進制文件中讀取一部分寫入新文件
反復讀寫
直到讀完，寫完就停止【read() == 0作為循環停止的條件，讀不到就是讀完了】
完成復制
復制完成
我們每次打開文件以后，會在內核中產生struct file這樣一個結構體，以表示打開的文件，記錄著以下信息：
文件偏移量（起始從0開始，文件指針隨著寫入數據進行偏移）
引用計數（幾個進程正在使用這個打開的文件）
inode節點（存放進程的屬性信息：誰創建了，名字是什么，在磁盤哪里存儲。通過這個inode節點，我們才能找到對應的這個具體的文件）
打開方式：比如只讀方式，只寫方式打開
測試1：先打開文件再fork
close（fd）寫在最外側，父子進程都會關閉，每關閉一次，引用計數減1，直到為0。
運行結果如下：
原因如下：
測試2：先fork再打開文件
修改代碼后，運行結果發生如下變化：
因為父子進程分離后，打開了各自的文件，產生了各自的struct file，不再共享文件偏移量。
在實際的應用場景中，我們更多地使用父進程打開的文件，子進程去訪問這種形式。
關于“Linux操作文件的底層系統怎么調用”這篇文章的內容就介紹到這里，感謝各位的閱讀！相信大家對“Linux操作文件的底層系統怎么調用”知識都有一定的了解，大家如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。
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