文件描述符

在 Linux 的世界裡，一切設備皆文件。我們可以系統調用中 I/O 的函數（I：input，輸入；O：output，輸出），對文件進行相應的操作（ open()、close()、write() 、read() 等）。

打開現存文件或新建文件時，系統（內核）會返回一個文件描述符，文件描述符用來指定已打開的文件。這個文件描述符相當於這個已打開文件的標號，文件描述符是非負整數，是文件的標識，操作這個文件描述符相當於操作這個描述符所指定的文件。

程序運行起來後（每個進程）都有一張文件描述符的表，標準輸入、標準輸出、標準錯誤輸出設備文件被打開，對應的文件描述符 0、1、2 記錄在表中。程序運行起來後這三個文件描述符是默認打開的。

#define STDIN_FILENO 0 //標準輸入的文件描述符
#define STDOUT_FILENO 1 //標準輸出的文件描述符
#define STDERR_FILENO 2 //標準錯誤的文件描述符

在程序運行起來後打開其他文件時，系統會返回文件描述符表中最小可用的文件描述符，並將此文件描述符記錄在表中。Linux 中一個進程最多隻能打開 NR_OPEN_DEFAULT （1024）個文件，故當文件不再使用時應及時調用 close()函數關閉文件。

常用 I/0 函數

需要的頭文件：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

功能：

打開文件，如果文件不存在則創建。

參數：

pathname: 文件的路徑及文件名。

flags: 打開文件的行為標誌，如，以只讀方式（O_RDONLY，第一個為字母不是數據）打開，以讀寫或新建新文件的方式（O_RDWR|O_CREAT）打開。

mode: 這個參數，只有在文件不存在時有效，指新建文件時指定文件的權限（文件權限詳情，請點此鏈接）。

返回值：

成功：成功返回打開的文件描述符

失敗：-1

int close(int fd);

功能：關閉已打開的文件

參數：fd: 文件描述符，open()的返回值

返回值：成功：0，失敗：-1

ssize_t write(int fd, const void *addr, size_t count);

功能：把指定數目的數據寫到文件（fd）

參數：fd: 文件描述符，addr: 數據首地址，count: 寫入數據的長度（字節），一般情況下，數據有多少，就往文件裡寫多少，不能多也不能少

返回值：

成功：實際寫入數據的字節個數

失敗：-1

ssize_t read(int fd, void *addr, size_t count);

功能：

把指定數目的數據讀到內存（緩衝區）

參數：

fd: 文件描述符

addr: 內存首地址

count: 讀取的字節個數

返回值：

成功：實際讀取到的字節個數

失敗：-1

實戰示例

接下來，我們使用以上 4 個系統調用 I/O 函數寫一個程序，能實現像系統命令 cp 的功能：

使用 open() 打開源文件，使用 read() 從文件讀數據，使用 write() 向目的文件寫數據，示例代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	if((argc == 3) && (strcmp(argv[1], argv[2]) != 0))
	{// 保證有 3 個參數，而且源文件和目的文件名字不能一樣
	
		int fd_src, fd_dest, ret;
		
		//只讀方式打開源文件
		fd_src = open(argv[1], O_RDONLY); 
		if(fd_src < 0)
		{
			perror("open argv[1]");
			return -1;
		}
		
		// 新建目的文件
		fd_dest = open(argv[2], O_WRONLY|O_CREAT, 0755);
		if(fd_dest < 0)
		{
			close(fd_src);
			perror("open argv[2]");
			return -1;
		}
		
		do
		{
			char buf[1024] = {0};
			// 從源文件讀取數據
			ret = read(fd_src, buf, sizeof(buf));
			
			// 把數據寫到目的文件，注意最後一個參數，有多少寫多少
			write(fd_dest, buf, ret);
		}while(ret > 0);
		
		// 關閉已打開的文件
		close(fd_src);
		close(fd_dest);
	}
	
	return 0;
}

運行結果如下：