前言：LINUX下实现了两类对文件IO管理。

1. POSIX标准，open，close，read，write
2. ANSI提供的标准IO库函数
   上篇博客已写了关于ANCI的操作

2.1 文件描述符与内核文件表项
2.1.1 文件流与文件描述符的区别
使用ANSI C库函数fopen打开的文件对应一个流对象；ANCI属于用户态，对应的也要操作内核，即open，close，read，write，符合POSIX标准，使用POSIX打开一个文件都会分配一个唯一的非负整数，用于标识该打开的文件，即文件描述符。

注意ANSI与POSI的区别在于：一个用户层，一个内核；ANSI提供一个缓冲区机制，POSIX不提供，值得注意的是POSIX有个内核缓冲区，区别于ANSI的缓冲区机制，标准C设置的缓冲区在用户空间，这个在内核空间。

2.1.2 文件表结构图

2.1.3 文件描述符与文件流的转换操作
int fileno()；参数文件流对象，返回文件描述符
从文件流中读取文件描述符

FILE * fdopen（）；参数1：文件描述符，参数二封装该流的权限
实现某个流与文件描述符相接
int fd;
fd = open(“file”,“打开方式”);
printf(“cvs file is :%d\n”,fd);
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
FILE *fp;
int fd;
fd = open();
fp = fdopen(fd, “w”);

2.2 POSIX标准下文件IO管理
2.2.1 创建/打开/关闭文件
int open(“file”, “打开方式”， “文件的权限（创建文件时需要）”)；
open函数的打开方式
O_RDONLY 只读
O_WRONLY 只写
O_RDWR 读写
O_CREAT 若打开的文件不存在自动建立文件
。。。。。。。。

第三个参数，权限设置
S_IRWXU 0o00700 可读可写权限
。。。。。。

关闭文件
int close（fd）；

创建文件
除了open函数，还有create（）
int create(file, mode);
file:与创建的文件路径，
mode：同open第三个参数，与umask值一起决定文件的权限

2.2.2 文件控制fcntl

1. 函数fcntl用于修改某个文件描述符的特殊属性
   int fcntl(fd, cmd);

cmd命令
#define F_DUPFD 0 //复制文件描述符
。。。。

2. F_DUPFD
   用于复制文件描述符，文件描述符是特定的，复制是创建新的fd，这个fd指向相同的文件
3. F_GETFD和F_SETFD
   前一个用于获取与文件描述符关联的close-on-exec标志（进程介绍）

后一个用于将与文件描述符关联的close-on-exec标志设置为第三个参数
（不太理解，等到进程介绍，仔细研究）

4. F_GETFL和F_SETTFL
   用于获取文件状态标志和访问模式
   后一个将文件状态标志设置为第三个参数
   F_SETFL标志定义：
   #define O_RDONLY 00
   .。。。。

F_SETFD和F_SETFL区别：前一个仅更改该文件描述符的信息，后一个更改与文件关联的所有文件的描述符。
例如复制某个文件的描述符后，使用第一个仅仅修改该文件描述符信息，后一个修改两个。

2.2.3 读写文件内容
ssize_t read（fd， buf， nbytes）；

ssize_t write（fd， buf， nbytes）；
2.2.4 使用POSIX IO实现大于2G文件复制
在win32平台下，实现大于2G文件复制必须让系统支持
声明
#define _LARGEFILE_SOURCE
#define _LARGEFILE64_SOURCE
#define _FILE_OFFSET_BItS 64

附代码
#include “stdio.h”
#include “stdlib.h”
#include “string.h”
#include “fcntl.h”
#include “sys/types.h”
#include<unistd.h>

#define _LARGEFILE_SOURCE
#define _LARGEFILE64_SOURCE
#define _FILE_OFFSET_BItS 64

int main(int argc, char *argv[])
{
int fd_src, fd_des;
char buf[128];
int num;
if(argc!=3){
printf(“file num error\n”);
return -1;
}

if((fd_src=open(argv[1],O_RDONLY))==-1){printf("open srcfile error\n");	return -2;
}if((fd_des=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_EXCL,0644))==-1){printf("desfile error");return -3;	
}do{num=read(fd_src, buf, 128);write(fd_des, buf, num);	
}while(num==128);close(fd_src);
close(fd_des);return 0;

}

2.2.5 文件定位
lseek（）用于修改文件的读写位置
lseek（fd， offset， whence）；

whence参数
#define SEEK_SET 0 //开头
#define SEEK_CUR 1 //当前
#define SEEK_END 2 //结尾

2.2.6 同步内核缓冲区
区别缓冲区机制
更新缓冲区函数
void sync（void）//将所有修改过的块的缓存排入队列
fsync（int fildes）；多用于数据库相关的应用程序
fdatasync（int fildes）；//只更新内容

2.2.7 映射文件到内存
加快读取文件的速度
void * mmap（NULL，length， prot， flags， fd， offset）；
第一个参数为映射的起始地址，一般为NULL，由系统分配；
二映射文件的长度，一般可以用length=lseek（fd，0，SEEK_END）；
三映射的内存的权限
PORT_READ 允许读
PORT_WRITE 允许写
PORT_EXEC 允许执行
PORT_NONE 该内存断不能被访问
当然可以并上，上述open同理。PORT_READ|PORT_WRITE

mmap返回的值为void *，可以转为char *类似于对数组操作，
待测试fscant读数据与mmap那个速度快。

若要对mmap映射之后，写入数据，需要先扩展文件，因为mmap无法回写大于原文件的内存内容。
且扩展后，要先写入一个字符，否则mmap不会添加新的空间，亲测。
注意mmap第二个参数length以pagesize为单位，
。。。:~/2_linux_program$ cat mmap_example.c
#include “stdio.h”
#include “stdlib.h”
#include “string.h”
#include “unistd.h”
#include “fcntl.h”
#include “sys/mman.h”
#include “sys/types.h”
#include “sys/stat.h”

int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
int length,length2;
int pagesize = 0;
char *mapped_mem;
int u, v, c;
char inbuf[] = {"\nvicli origie\n"};
fd = open(argv[1], O_RDWR|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
pagesize = getpagesize();
length = lseek(fd, 0, SEEK_END);
printf(“file length:%d\n”, length);
printf(“pagesize:%d\n”,pagesize);
lseek(fd, (pagesize-length%pagesize-1), SEEK_END);
write(fd, “-1”, 1);

length2 = lseek(fd, 0, SEEK_END);

printf(“new file length2:%d\n”, length2);

//

// u = length/pagesize+2;
printf(“mmap length: %d\n”, u);
mapped_mem = (char *)mmap(NULL, length/pagesize+2, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

memmove(mapped_mem+3+strlen(inbuf), mapped_mem+3, length-3);
memcpy(mapped_mem+3, inbuf, strlen(inbuf)-1);msync(mapped_mem, length/pagesize+2, MS_SYNC|MS_INVALIDATE);
munmap(mapped_mem, length/pagesize+2);
ftruncate(fd, length+strlen(inbuf)+1);

// u = mapped_mem[0];
// v = mapped_mem[1];
// c = mapped_mem[2];
// printf("%d, %d, %d", u, v, c);
return 0;
}
2.2.8 锁定/解锁文件
避免多个进程并发访问同一个文件面临的同步问题
flock锁定的是整个文件，针对的是相应的文件表项，复制文件仍然受此影响。
flock（fd， operation）；

operation参数
#define LOCK_SH 1//共享锁，多个进程对同一文件共享读操作
#define LOCK_EX 2//互斥锁，任意两个进程不能同时操作文件
#define LOCK_UN 8//解锁
#define LOCK_NB 4//无法建立锁定时，此操作不可被阻塞，马上返回进程。

fcntl也可以锁定文件，且提供文件任意位置的锁定
fcntl（fd， F_SETLCK， （struct flock*）file_lock（F_WRLCK， SEEK_SET））；

2.3 目录流基本操作
2.3.1 打开/关闭目录文件
DIR *opendir（（DIR *）dir）；
int closedir（DIR *dir）;

2.3.2 读写目录内容
sruct dirent *readdir（DIR *dir）；
每调用一次readdir，返回的指针指向下一个目录条目。

int readdir_r(DIR *dir, struct dirent *entry, struct dirent **result);
readdir在多线程操作不安全，因此，linux提供readdir_r实现多线程读取目录内容操作。
用scandir可以排序目录。
2.3.3 定位目录位置
long int telldir（DIR * dir）；
void seekdir（DIR dir， long int loc）；
void rewinddir（DIRdir）；

2.3.4 添加和删除目录
mkdir（path， mode）；
rmdir（path）；

2.3.5 当前工作路径操作
char * getcwd（char *buf， size）；
返回绝对路径，buf>=绝对路径size+1；若将buf设为NULL，malloc空间存储，返回的指针需要释放
char *get_current_dir_name(void);
返回绝对路径

修改当前工作路径
chdir（char * path）；
fchdir也可以修改

chroot可以修改一个进程访问根目录路径，这部分对限制用户访问权限极为有用

2.3.6 文件流、目录流、文件描述符总结
文件描述符：内核为使当前进程与进程打开的文件建立联系，在进程的PCB（task_sturt结构体）中使用一个成员指向关于打开文件列表的结构体（struct files_struct），该结构体中的struct file *fd_array[]是一个指针数组，指向每个打开的文件信息结构体sruct file，内核将这个数组的每个成员的下标值传递给用户空间来标识打开的文件。
文件流：为了提高效率和可移植性，GLIBC库在用户空间申请了FILE结构体对象，该结构体中的成员就是对应打开的文件描述符，即文件流是文件描述符之上的封装。文件流通过增加缓冲区减少读写系统调用次数来提高读写效率。
目录流：针对目录操作而构建的对象。基本操作模式类似于文件流。

文件流与目录流操作对比

操作	文件流	目录流
读	fread/fgets/fgetc	readdir
打开	fopen	opendir
写	fwrite/fputs/fputc	创建文件或目录
定位	fseek/ftell/rewind	seekdir/telldir/rewinddir

ANSI文件IO操作与POSIX文件IO操作对比

操作	ANSI	POSI
描述方法	文件流指针FILE *	文件描述符 int
打开	fopen	open
读	fread	read
写	fwrite	write
定位	fseek	lseek

还需要多多练习熟练使用