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【Linux】Linux文件

蓮花仙者

发布： 2025-04-19 20:15:57

原创

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linux文件系统和操作方法

Linux文件系统的结构如下：

【Linux】Linux文件

root: 这是系统管理员（也称为超级管理员）的用户主目录。
bin: 这是Binary的缩写，存放最常用的命令。
boot: 这里存放启动Linux时使用的核心文件，包括一些连接文件和镜像文件。
dev: 这是Device（设备）的缩写，存放Linux的外部设备。Linux中访问设备的方式与访问文件的方式相同。
etc: 存放所有配置文件和系统管理所需的配置文件和子目录。
home: 用户的主目录，每个用户在Linux系统中都有一个以用户账号命名的目录。
var: 存放不断变化的文件数据，通常将经常被修改的目录放在这里，包括各种日志文件。
lib: 存放系统最基本的动态链接共享库，类似于Windows中的DLL文件，几乎所有应用程序都会用到这些共享库。
usr: 存放系统用户工具和程序，包括：
- bin: 用户命令
- sbin: 超级用户使用的管理程序和系统守护程序
- include: 标准头文件
- lib: 库文件
- src: 内核源代码
tmp: 用于存放临时文件。
media: Linux系统会自动识别一些设备，如U盘、光驱等，并将这些设备挂载到这个目录下。
mnt: 用于临时挂载其他文件系统。
proc: 包含进程的相关信息。

Linux文件操作方式主要通过文件描述符（fd）进行底层文件操作（系统调用）以及使用I/O库函数。

Linux底层文件操作（关于文件的系统调用）

write函数的使用：

成功：返回实际写入的字节数
失败：返回-1，并设置错误号errno，可使用strerror(errno)查看错误信息
注意：从文件当前指针位置开始写入，文件刚打开时指针指向文件头。

示例：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main(void) {
    char buff[] = "hello world\n";
    //1 2 都是输出到控制台
    int len = 0;
    len = write(1, buff, sizeof(buff)); //标准输出
    if (len != -1) {
        printf("写入成功，写入的字节数为：%d\n", len);
    } else {
        printf("写入失败，错误信息为：%s\n", strerror(errno));
    }
    return 0;
}

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【Linux】Linux文件

read函数的使用：

返回值大于0——实际读取的字节数
返回值为0——已读到文件尾
返回值为-1——出错
注意：参数3表示最多能接受的字节数，而不是指一定要输入的字节数。

示例：

char buffer[1024];
int cnt = read(0, buffer, sizeof(buffer)); //从标准输入读
if (cnt > 0) {
    buffer[cnt] = '\0'; //确保字符串以空字符结尾
    printf("读取成功，读取的字节数为：%d，内容为：%s\n", cnt, buffer);
} else if (cnt == 0) {
    printf("已读到文件尾\n");
} else {
    printf("读取失败，错误信息为：%s\n", strerror(errno));
}

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open函数的使用：

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

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成功：返回文件描述符
失败：返回-1
打开方式：

O_RDONLY：只读
O_WRONLY：只写
O_RDWR：读写
O_CREAT：如果文件不存在，则创建该文件，并使用第三个参数设置权限；如果文件存在，则只打开文件。
O_EXCL：如果同时使用O_CREAT且文件已存在，则返回错误，用于防止多个进程同时创建同一个文件。
O_APPEND：尾部追加方式（打开后，文件指针指向文件的末尾）。
O_TRUNC：若文件存在，则长度被截为0，属性不变。

第三个参数：设置权限（略）

注意：返回的文件描述符是该进程未打开的最小的文件描述符。

示例：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE_RW_LEN 1024
int main(void) {
    //第二个参数-文件存在则无法打开
    //O_APPEND —— 追加
    int fd = open("./test_open.txt", O_CREAT | O_EXCL | O_RDWR, S_IRWXU | S_IRGRP | S_IXGRP | S_IROTH);
    int count = 0;
    char buffer[FILE_RW_LEN] = "hello i am test";
    if (fd != -1) {
        count = write(fd, buffer, strlen(buffer));
        if (count != -1) {
            printf("写入成功，写入的字节数为：%d\n", count);
        } else {
            printf("写入失败，错误信息为：%s\n", strerror(errno));
        }
        close(fd);
    } else {
        printf("打开文件失败，错误信息为：%s\n", strerror(errno));
    }
    return 0;
}

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【Linux】Linux文件

close函数的使用：

int close(int fd);

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成功：返回0
失败：返回-1

示例：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE1_NAME "file1.txt"
#define FILE2_NAME "file2.txt"
int main(void) {
    int file1, file2;
    char buffer[4096];
    int len = 0;
    file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
    if (file1 != -1) {
        file2 = open(FILE2_NAME, O_CREAT | O_WRONLY, S_IRUSR | S_IWUSR);
        if (file2 != -1) {
            while ((len = read(file1, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
                write(file2, buffer, len);
            }
            close(file2); //实战记得判断是否关闭成功
        } else {
            printf("无法打开文件%s，错误信息为：%s\n", FILE2_NAME, strerror(errno));
        }
        close(file1);
    } else {
        printf("无法打开文件%s，错误信息为：%s\n", FILE1_NAME, strerror(errno));
    }
    return 0;
}

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观察耗时：
time xxx 程序总的执行时间
程序本身所消耗的时间
系统调用所消耗的时间

【Linux】Linux文件

lseek函数的使用：

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

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成功：返回新的文件位置与文件头之间的偏移
失败：返回-1

示例：从一个文件偏移100处，拷贝100字节到另一个文件。

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define FILE1_NAME "lseek_test.c"
#define FILE2_NAME "lseek_test2.txt"
#define SIZE 100
int main(void) {
    int file1, file2;
    char buffer[1024];
    int ret;
    file1 = open(FILE1_NAME, O_RDONLY);
    if (file1 != -1) {
        file2 = open(FILE2_NAME, O_CREAT | O_WRONLY, S_IRUSR | S_IWUSR);
        if (file2 != -1) {
            lseek(file1, 100, SEEK_SET); // 移动文件指针到偏移100处
            ret = read(file1, buffer, SIZE); // 读取100字节
            if (ret > 0) {
                buffer[ret] = '\0';
                write(file2, buffer, SIZE);
            }
            close(file1);
            close(file2);
        } else {
            printf("无法打开文件%s，错误信息为：%s\n", FILE2_NAME, strerror(errno));
        }
    } else {
        printf("无法打开文件%s，错误信息为：%s\n", FILE1_NAME, strerror(errno));
    }
    return 0;
}

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ioctl函数的使用（嵌入式相关）：

int ioctl(int fd, int cmd, [int *argdx, int argcx]);

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fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标识符，cmd是用户程序对设备的控制命令，后面是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。

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