第二章 Linux 文件操作

第二章 Linux 文件操作（4学时）实验一文件属性和无缓冲I/O实验目的1.熟悉Linux文件系统属性控制2.掌握不带缓存的文件I/O程序设计方法实验内容1.修改文件权限：用touch 新建一文件file，查看文件权限。

（1）命令提示符下 chmod 将文件权限改为：同组用户可读可写，其他用户可写权限，所有者权限不变。

（2）编程修改文件权限为所有者具有读写权限，其他用户只有读权限。

2.设计一程序通过设置文件权限掩码，使得新建文件newfile具有所有者读写，其他只读权限，并调用ls命令查看文件。

3.设计一程序，要求判断文件“/etc/passwd”最后一次修改时间。

4.设计一程序，要求打开文件“pass”，如果没有这个文件，新建文件，权限设置为所有者读写权限，利用write函数将键盘输入字符串写入文件，并查看该文件。

5.设计一程序，使用read函数从源文件读取数据，再用write函数写入到目标文件，源文件名和目标文件名都由键盘输入。

实验指导一、存取权限文件存取权限定义文件访问方式（mode_t取值）在对文件执行相应操作前，有必要读取该文件的属性，文件的属性一般由struct stat 数据结构的成员变量保存。

Linux 读取文件属性的函数stat 声明如下：#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>int stat(const char *file_name, struct stat *buf);第一个参数为欲读取状态的文件，可以使用绝对路径或相对路径；第二个参数为读取的文件状态存放的临时数据结构buf。

struct stat 数据结构定义如下：come from /usr/include/asm/stat.hstruct stat {unsigned short st_dev; //设备号unsigned short __pad1;unsigned long st_ino; //节点unsigned short st_mode; //模式unsigned short st_nlink; //连接unsigned short st_uid; //用户IDunsigned short st_gid; //组IDunsigned short st_rdev; //设备类型unsigned short __pad2;unsigned long st_size; //unsigned long st_blksize; //块大小unsigned long st_blocks; //块数量unsigned long st_atime; //最后一次访问时间unsigned long __unused1;unsigned long st_mtime; //最后一次修改时间unsigned long __unused2;unsigned long st_ctime; 属性时间unsigned long __unused3;unsigned long __unused4;unsigned long __unused5;}二、掩码umask在创建文件时，系统需要给该文件一个默认的权限，根据系统的安全性，用户可以自己设置当前系统，创建一个文件时的默认权限为0666-umask。

设置创建文件的掩码函数为umask，其声明如下：#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>mode_t umask(mode_t mask);函数如果执行成功，将设置系统的umask 值为参数mask，并返回系统原来文件权限umask 值。

如果执行失败，将返回错误信息。

建立文件，文件的权限为0666-mask；建立目录，目录权限为0777-mask。

三、无缓冲I/O1.creatcreat 函数创建文件。

函数声明如下：#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int creat(const char *pathname, mode_t mode);第一个参数char *__file 为欲创建文件的文件路径。

第二个参数mode 为该文件的访问权限。

如果调用成功，将返回所创建的文件描述符，若有错误返回-1,并把错误代码设置为erron。

例如：fd=creat(“./2-5file",S_IRUSR);2.open打开文件。

在对文件进程操作前，需要打开该文件，获得该文件的文件描述符，打开文件的系统调用为open 函数。

其声明如下：#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int open(const char *pathname, int flags);int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);参数说明如下：第一个参数是欲打开文件的文件名指针。

第二个参数打开文件的方式。

各方式定义如下：//come from /usr/include/bit/fcntl.h如果欲打开的文件不存在，则可以使用open函数自动创建该文件，即“O_CREAT”打开方式，此时需要用到第三个参数，它规定了文件的权限。

在设置权限时，可以采用直接设置为八进制的方式，如0666。

此函数调用成功后（所检查的权限存在或文件创建成功），将返回所打开的文件的文件描述符（int 类型），如果调用失败，将返回-1。

例如：fd=open(“./2-6file",O_CREAT|O_TRUNC|O_WRONLY,0600)3.close关闭文件。

当完成对文件的操作后，应关闭文件，将相应的内容全部写回到文件中，即让数据写回磁盘。

使用close 函数来关闭文件。

其函数声明如下：#include <unistd.h>int close(int fd);此函数只有一个参数，该参数为调用open 函数打开文件时返回的文件描述符。

4.read/write1．读文件内容使用read 函数从一个文件中读取数据。

此函数声明如下：#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);read( )把参数fd所指的文件count传送到buf 指针所指的内存中，若参数count为0，则read()不起作用并返回0。

返回值为实际读取到的字数。

如果返回0，表示已到达文件尾部或无数据可读。

文件读写位置会随读取到的字节移动。

成功调用后（此时count大于0），read()会将文件的st_atime 字段标记为更新，并返回读取的字节数，此数字绝不会大于count。

在下列情况下返回的值可能小于count：文件中剩余的字节数小于count，read()请求已被某个信号中断。

2．写内容到文件打开文件后，可以通过write 函数往其中写入数据。

此函数声明如下：#include <unistd.h>ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);此函数尝试从buf 所指向的缓冲区中将count个字节写入与打开文件描述符fd 关联的文件内。

如果count为0，write()将返回0。

如果write()在写入任何数据之前被信号中断，则返回−1 并将errno 设置为[EINTR]。

如果write()在成功写入一些数据之后被信号中断，则返回写入的字节数。

5.lseek在对文件进行读写时，当打开文件时通常都有一个读写位置，通常是指向文件头部，若是以附加的方式打开文件，则在文件尾部。

lseek 函数用来修改文件的读写位置。

声明如下：#include <sys/types.h>#include <unistd.h>off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);第一个参数fd 为已经打开的文件，第二个参数offset 为根据参考位置（第三个参数whence）来移动读写位置的位移数。

whence 为下列其中一种：# define SEEK_SET 0 //文件起始位置# define SEEK_CUR 1 //当前位置# define SEEK_END 2 //文件结束位置当执行成功则返回目前读写位置，也就是距离文件头部的字节数，若错误则返回-1。

6.dup/dup2复制文件描述符。

函数声明如下：#include <unistd.h>int dup(int oldfd);int dup2(int oldfd, int newfd);实验二缓冲IO和特殊文件实验目的1.了解和掌握基于流的文件I/O程序设计2.掌握特殊文件的程序设计方法实验内容1. 设计一程序，要求用带缓存的流文件I/O操作，在“./tmp”目录下,打开名称为“tmpfile”的文件。

如果该文件不存在，则创建此文件；如果存在，将文件清空后关闭。

2.设计一程序，要求用带缓存的流文件I/O操作，利用fputc函数把键盘上输入的字符串写入文件“./tmp/2-2tmp”,如果该文件不存在，则创建此文件；多次运行程序，多次输入字符串后，文件“/tmp/2-2tmp”中只保存最后一次输入的字符串（若要保存全部输入的字符串，如何改写程序？）。

3．设计一程序，要求新建一个目录newdir和它的子目录childdir，预设权限为rwx—x—x，打开newdir目录并输出该目录下的目录名和inode，关闭该目录文件。

4.设计一程序，要求为“/bin/ls”文件建立一个软链接“ls1”和一个硬链接“ls2”，并查看两个链接文件和“/bin/ls”文件，并运行./ls1和./ls2，查看结果。

思考题考虑I/O效率问题：分别用read/write; getc/putc; fgetc/fputc; fgets/fputs连接两个文件时，比较效率有何不同？实验指导一、缓冲I/O标准I/O 提供了3 种类型的缓冲区。

1.全缓冲区：这种缓冲区要求填满整个缓冲区后才进行I/O 系统调用操作。

对于磁盘文件通常使用全缓冲区访问。

第一次执行I/O 操作时，ANSI 标准的文件管理函数通过调用malloc 函数获得需使用的缓冲区。