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Linux 文件

news 2025/11/11 14:22:45

1.操作系统的文件函数

我们以一个操作系统的文件函数为例其它是差不多的

open函数

const char *pathname（必选）

作用：指定要打开 / 创建的文件路径（绝对路径或相对路径）。

关键说明：支持绝对路径（如 /home/user/test.txt）和相对路径（如 test.txt、data/log.csv）；

若路径是符号链接，默认会跟随链接指向的真实文件（可通过 O_NOFOLLOW 标志禁用此行为）；

路径长度不能超过系统限制（Linux 中默认最大路径长度为 PATH_MAX，通常是 4096 字节）。

2. int flags（必选，核心控制位）

作用：通过「标志位组合」指定文件的访问模式、创建 / 修改行为、IO 特性等，是系统调用 open() 最关键的参数。

标志位分类（需用按位或 | 组合）：标志位是预定义的宏（如 O_RDONLY），本质是整数，不同标志位的二进制位互不冲突，因此可用 | 组合多个行为。

访问模式标志（必选，且互斥，只能选一个）控制文件的读写权限，是 flags 中必须包含的核心标志：

open 函数的 flag 参数由一系列宏组成，每个宏对应一个独立的二进制位。

例如：

O_RDONLY：二进制 000...0001（最低位为 1），表示只读。

O_WRONLY：二进制 000...0010（第二位为 1），表示只写。

O_RDWR：二进制 000...0100（第三位为 1），表示读写。

O_CREAT：二进制 000...10000000（第 8 位为 1），表示创建文件。

O_APPEND：二进制 000...100000000（第 9 位为 1），表示追加写入。

3.mode_t mode（可选，仅 O_CREAT/O_TMPFILE 时有效）

作用：指定「新建文件」的权限位（文件所有者、组用户、其他用户的读 / 写 / 执行权限）。

关键说明：仅当 flags 包含 O_CREAT（创建普通文件）或 O_TMPFILE（创建临时文件）时，该参数才生效；

否则会被忽略； mode 是八进制整数（必须以 0 开头，如 0644，而非 644），对应文件权限的 rwx 组合（r=4、w=2、x=1）；

实际文件权限 = mode & ~umask：系统会用「默认掩码 umask」过滤 mode 的权限位（umask 默认为 0022，即禁用组用户和其他用户的写权限）。

常用 mode 取值（八进制）：

我们可以写几个代码试试

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>int main()
{umask(0);int fd = open("log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);if(fd < 0){printf("open file error\n");return 1;}printf("fd: %d\n", fd);const char *message = "xxx";write(fd, message, strlen(message));close(fd);return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>int main()
{umask(0);int fd = open("log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666);if(fd < 0){printf("open file error\n");return 1;}printf("fd: %d\n", fd);const char *message = "xxx\n";write(fd, message, strlen(message));close(fd);return 0;
}

2.open的返回值

open的返回值本质上是数组的下标

open 的返回值（文件描述符 FD），本质是 struct files_struct 所关联的「文件描述符表」数组的下标—— 更具体地说，是该结构中 fd_array（默认静态数组）或动态扩展的 fdtable->fd 数组的下标。

fd_array存放的是指针每个指针指向的是文件

我们可以来测试一下

int main()
{umask(0);int fd1 = open("log1.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);int fd2 = open("log2.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);int fd3 = open("log3.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);int fd4 = open("log4.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);if(fd1 < 0){printf("open file error\n");return 1;}printf("fd1: %d\n", fd1);printf("fd2: %d\n", fd2);printf("fd3: %d\n", fd3);printf("fd4: %d\n", fd4);return 0;
}

我们发现当我们open四个文件的时候

返回值是从3开始依次递增的

那么数组0 1 2 的下标是什么

0 1 2是我们系统的三个流一般是默认打开的

（这是操作系统的特性并不是C语言的特性）

标准输入流 stdin: 键盘文件
标准输出流 stdout: 显示器文件
标准错误输出流 stderr: 显示器文件

分别是标准输入流标准输出流以及标准错误输出流

我们可以通过下面例子进行验证

#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>int main()
{const char *msg = "hello Linux\n";write(1, msg, strlen(msg));write(2, msg, strlen(msg));return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>int main()
{char buffer[1024];ssize_t s = read(0, buffer, sizeof(buffer));if(s < 0) return 1;buffer[s] = '\0';//read只按字节读取不管你是不是字符串有没有\0printf("echo: %s\n", buffer);return 0;
}

strlen 的作用是计算字符串的 “有效字符数”，它从字符串起始位置开始计数，直到遇到 '\0' 为止，不包含 '\0' 本身。

对于操作系统而言它不知\0是字符串结束的标志它只会把\0当作一个普通字节读入

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>int main()
{umask(0);int fd = open("log.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0666);if(fd < 0){printf("open file error\n");return 1;}printf("fd: %d\n", fd);const char *message = "xxx";write(fd, message, strlen(message)); // +1?close(fd);return 0;
}

write（read等操作系统调用的文件相关函数同理）是系统调用，核心作用是 “把用户指定的‘有效数据’原封不动地写入文件 / 设备”，它完全不认识 '\0'

—— 对 write 来说，'\0' 只是一个普通的二进制字节（ASCII 码 0），不是 “结束标志”。

你的需求是把 message 的内容（"xxx"）写入文件 log.txt，那么：用 strlen(message)（3）：write 只写 3 个有效字符 'x'、'x'、'x'，文件里的内容就是 xxx（正确）；

用 strlen(message)+1（4）：write 会写 4 个字节 'x'、'x'、'x'、'\0'，文件里会多一个隐藏的 '\0' 字节（多余且无意义）。

当然我们也可以关闭其中某一个

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>  // 提供 close 函数的声明int main()
{close(1);  // 关闭 stdout 对应的文件描述符（fd=1）int n = printf("stdin->fd: %d\n", stdin->_fileno);printf("stdout->fd: %d\n", stdout->_fileno);printf("stderr->fd: %d\n", stderr->_fileno);fprintf(stderr, "printf ret: %d\n", n);return 0;
}