【进程OI】基本文件操作的系统调用

前言

当用户想要向磁盘中的文件读写数据，就必须要得到操作系统的允许。同样，操作系统为了能让用户去对文件进行打开、读写、关闭等操作，向上提供了相应的系统调用的接口。C、JAVA、C++等语言它们对这些系统调用进行了封装，虽然各个函数看起来不一样，但是本质是都是在使用操作系统提供的系统调用。
接下来，我们来介绍这些系统调用的接口。

open

用于打开一个文件，并返回一个文件描述符。open()系统调用可以指定文件名、访问模式（读、写、追加等）以及权限等参数。

open函数可以以flag的方式打开某个文件，如果文件不存在，就会创建一个新的文件。
pathname表示文件的路径名，也可以是一个文件名，这样会默认在当前进程路径下打开或者创建。
flags表示打开文件的方式选项，参见选项有：
O_WRONLY:只写打开
O_CREAT：文件不存在时创建文件
O_RDONLY:只读打开
O_RDWR:读写方打开
O_APPEND:追加方式打开
O_TRUNC:清空文件,重新写入
参数mode表示的是创建文件时的初始化权限编码（会被umask影响）。

参数flags

参数flags可以允许选项多个组合搭配。例如O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC表示的就是：以写的方式打开，如果之前文件不存在，则创建文件，并且打开文件后清空文件中的所有内容。相当于C语言中的w文件操作。

为什么这些选项用或|起来就能实现组合呢？

参数int flags表示的实际上是一个32位二进制的位图，位图(Bitmap)是一种基于位操作的数据结构,用于表示一组元素的集合信息。位图中的每个二进制位都表示着某个元素是否在集合中。当然实际上可能不会用到这么多位。

比如宏O_WRONLY假设表示的是2即10（二进制），O_CREAT表示4，即100（二进制）。那么O_WDONLY|O_CREAT=110(二进制)。在open函数内部就会有相应的机制监测flags的二进制位哪些是1，再分别对应其代表的功能。

参数mode

mode参数表示的是四个八进制位的数，一般取后三位表示文件的权限.例如0666，取666用二进制表示的就是110 110 110分别对应文件的拥有者、所属组、其他人的权限。

如果没有设置mode,那么创建出来的文件权限可能就会出现问题。

例如我们用以下代码创建一个原本不存在的文件

结果文件权限都出现了乱码。
所以一般我们要创建新文件的时候，都需要带上mode参数。

于是我们删掉log.txt文件，再加上参数mode:


mode=0666。新建出来的文件权限就变成了rw-rw-r--对应的权限编码为664.这是因为我们的umask默认为002，也就是过滤掉了“其他人”的w权限，所以得到的最终文件权限编码是664。
对文件权限部分不太理解的同学可以去看我之前的博客
超详细讲解linux的文件权限及操作

write

用于向文件中写入数据。通过指定文件描述符、数据来源的缓冲区地址和要写入的字节数，可以将数据写入到文件中。如果写入失败则返回-1，否则返回写入的字节数；

fd表示的是文件标识符
buf表示的是数据的地址
count表示的是字节数
ssize_t类型表示有符号整型，输出格式为%ud.

read

用于从文件中读取数据。通过指定文件描述符、缓冲区地址和读取的字节数，可以将文件中的数据读取到缓冲区中。读取成功返回读取的字节数，否则返回-1.

fd表示文件标识符
buf表示数据从文件中输出到的地址
count期望要读取的字节数

close

用于关闭一个文件描述符，释放系统资源。在文件操作完成后，应该及时关闭文件描述符，以防资源泄漏。关闭成功返回0,否则返回-1.