文件IO編程
一、系統調用及API
1、 系統調用
所謂系統調用就是指操作系統提供給用戶程序調用的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過這組“特殊”接口來獲得操作系統內核提供的服務，例如，用戶可以通過進程控制相關的系統調用來創建進程、實現進程調度、進程管理等
為了更好地保護內核空間（就是為什么用戶程序不能直接訪問系統內核提供的服務），將程序的運行分為內核空間和用戶空間，它們運行在不同的級別上，在邏輯上是相互隔離的。
2、 用戶編程接口（API）
系統調用不是直接與程序員進行交互的，它僅僅是一個通過軟中斷機制向內核提交請求，以獲取內核服務的接口，實際使用中，程序員調用的通常是API函數，API遵循了在UNIX中最流行的應用編程界面標準——POSIX標準。該標準描述了操作系統的系統調用編程接口（實際上就是API），用于保證應用程序可以在源代碼一級上在多種操作系統上移植運行，這些系統調用接口主要是通過C庫來實現的。
3、 系統命令
系統命令相對API更高了一層，實際上是一個可執行程序（如shell系統命令），它的內部引用了用戶編程接口（API）來實現相應的功能。
二、文件及文件描述符
在linux中對目錄和設備的操作都等同于文件的操作，linux中文件分為普通文件、目錄文件、鏈接文件、設備文件四種。
內
核通過文件描述符區分和引用特定的文件，所有設備和文件的操作都使用文件描述符來進行的，它是一個非負的整數，是一個索引值，并指向內核中每個進程打開文
件的記錄表，當打開一個現存文件或創建一個新文件時，內核就向進程返回一個文件描述符，當需要讀文件時，也需要把文件描述符作為參數傳遞給相應的函數。
通常，一個進程打開時，都會打開3個文件：標準輸入、標準輸出、和標準出錯處理，這3個文件分別對應文件描述符為0，1，2
三、不帶緩存的文件IO操作
不帶緩存是指每一個函數都只是調用系統中的一個函數，這些函數雖然不是ANSI C的組成部分，但都是POSIX的組成部分。
主要用到5個函數：open，read，write，close，lseek。
Open函數定義：
定義函數 int open( const char * pathname, int flags);
int open( const char * pathname,int flags, int mode);
參數pathname 被打開的文件名（可包含路徑名）。
參數flags 所能使用的旗標:
O_RDONLY 以只讀方式打開文件
O_WRONLY 以只寫方式打開文件
O_RDWR 以可讀寫方式打開文件。上述三種旗標是互斥的，也就是不可同時使用，但可與下列的旗標利用OR(|)運算符組合。
O_CREAT 若欲打開的文件不存在則自動建立該文件。
O_EXCL 如果O_CREAT 也被設置，此指令會去檢查文件是否存在。文件若不存在則建立該文件，否則將導致打開文件錯誤。此外，若O_CREAT與O_EXCL同時設置，并且欲打開的文件為符號連接，則會打開文件失敗。
O_NOCTTY 如果欲打開的文件為終端機設備時，則不會將該終端機當成進程控制終端機。
O_TRUNC 若文件存在并且以可寫的方式打開時，此旗標會令文件長度清為0，而原來存于該文件的資料也會消失。
O_APPEND 當讀寫文件時會從文件尾開始移動，也就是所寫入的數據會以附加的方式加入到文件后面。
O_NONBLOCK 以不可阻斷的方式打開文件，也就是無論有無數據讀取或等待，都會立即返回進程之中。
O_NDELAY 同O_NONBLOCK。
O_SYNC 以同步的方式打開文件。
O_NOFOLLOW 如果參數pathname 所指的文件為一符號連接，則會令打開文件失敗。
O_DIRECTORY 如果參數pathname 所指的文件并非為一目錄，則會令打開文件失敗。
此為Linux2.2以后特有的旗標，以避免一些系統安全問題。參數mode 則有下列數種組合，只有在建立新文件時才會生效，此外真正建文件時的權限會受到umask值所影響，因此該文件權限應該為（mode-umaks）。
S_IRWXU00700 權限，代表該文件所有者具有可讀、可寫及可執行的權限。
S_IRUSR 或S_IREAD，00400權限，代表該文件所有者具有可讀取的權限。
S_IWUSR 或S_IWRITE，00200 權限，代表該文件所有者具有可寫入的權限。
S_IXUSR 或S_IEXEC，00100 權限，代表該文件所有者具有可執行的權限。
S_IRWXG 00070權限，代表該文件用戶組具有可讀、可寫及可執行的權限。
S_IRGRP 00040 權限，代表該文件用戶組具有可讀的權限。
S_IWGRP 00020權限，代表該文件用戶組具有可寫入的權限。
S_IXGRP 00010 權限，代表該文件用戶組具有可執行的權限。
S_IRWXO 00007權限，代表其他用戶具有可讀、可寫及可執行的權限。
S_IROTH 00004 權限，代表其他用戶具有可讀的權限
S_IWOTH 00002權限，代表其他用戶具有可寫入的權限。
S_IXOTH 00001 權限，代表其他用戶具有可執行的權限。
返回值 若所有欲核查的權限都通過了檢查則返回0 值，表示成功，只要有一個權限被禁止則返回-1。
錯誤代碼 EEXIST 參數pathname 所指的文件已存在，卻使用了O_CREAT和O_EXCL旗標。
EACCESS 參數pathname所指的文件不符合所要求測試的權限。
EROFS 欲測試寫入權限的文件存在于只讀文件系統內。
EFAULT 參數pathname指針超出可存取內存空間。
EINVAL 參數mode 不正確。
ENAMETOOLONG 參數pathname太長。
ENOTDIR 參數pathname不是目錄。
ENOMEM 核心內存不足。
ELOOP 參數pathname有過多符號連接問題。
EIO I/O 存取錯誤
如：
int dev_fd;//文件描述符，失敗返回為-1。
dev_fd = open("/dev/simple",O_RDWR | O_NONBLOCK,0600);
//權限值可以不要
如果使用了O_CREATE標志，則使用的函數為int open( const char * pathname,int flags, int mode);此時就要指定mode，用來表示文件的訪問的權限，mode的組合表示如上所述。
除了可以用以上宏來進行“或”邏輯產生標志以外，我們還可以使用自己的數字來表示，linux總共用5個數字來表示文件的各種權限，第一位表示設置用戶的ID，第二位表示設置組ID，第三位表示用戶自己的權限位，第四位表示組的權限，第五位表示其他人的權限，每個數字可以取1（執行權限），2（寫權限），4（讀權限），0（無），或者這些值的組合。
例如，如果要創建一個用戶可讀，可寫，可執行，但是組沒有權限，其他人可以讀，可以執行的文件，并設置用戶ID，那么使用的模式是1（設置用戶ID）、0（不設置用戶ID）、7（1+2+4，讀，寫，執行）、0（沒有權限）、5（1+4，讀，執行），即10705，如：
Open（“test”， O_CREATE，10705）
以O_CREATE為標志的open函數實際上實現了文件創建的功能，因此下面的函數等同create（）函數。
Int open(pathname, O_CREATE |O_WRONLY,mode);
注：open函數返回的文件描述符一定是最小的未用文件描述符。
Close函數定義：
Int close（int fd）
fd：文件描述符，0為成功，-1為出錯
read函數定義：
read函數是用于將指定的文件描述符中讀出數據，當從終端設備中讀出數據時，通常一次最多讀一行。
函數原型：ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count)
Buf:指定存儲器讀出數據的緩沖區
Count：指定讀出的字節數
函數返回值：
成功：讀到的字節數
0：已達到文件尾
-1：出錯
在讀普通文件時，若讀到要求的字節數之前已到達文件的結尾，則返回的字節數會小于希望讀出的字節數。
write函數定義：
函數是用于向打開的文件寫數據，寫操作從文件的當前位移量處開始，若磁盤已滿或超出該文件的長度，則write函數返回失敗。
函數原型：ssize_t write(int fd,void *buf,size_t count)
Buf:指定存儲器寫入數據的緩沖區
Count：指定讀出的字節數
函數返回值：
成功：已寫的字節數
-1：出錯
在寫普通文件時，寫操作從文件的當前位移處開始。
lseek函數定義：
函數是用于在指定的文件描述符中將文件指針定位到相應的位置。
函數原型：ssize_t lseek(int fd,off_t offset,int whence)
offset:偏移量，每一次讀寫操作所需要移動的距離，單位是字節的數量，可正可負（向前移，向后移）。
whence：SEEK_SET:當前位置為文件指針的位置，新位置為當前位置加上偏移量
SEEK_CUR:
SEEK_END: 當前位置為文件的結尾，新位置為偏移量的大小加上偏移量的大小
函數返回值：
成功：文件的當前位移
-1：出錯
Offset可取負值，即可將文件指針相對當前位置向前移動5個字節，lseek函數的返回值為文件指針相對于文件頭的位置。