Linux c编程(20210605)

Linux文件的基础操作

Linux中的文件是指以计算机的存储设备为载体的信息集合，就是保存在内存、磁盘等设备上的一个个由各种数据组合在一起的实体，是Linux在物理上最基本的组成单元。

Linux文件

ls命令查看目录下的文件

Linux的文件类型

通常可以分为7大类

1. 普通文件不包含文件系统的结构信息，可包括图形文件、数据文件、文档文件、声音文件等按内部结构分为: 文本文件和二进制文件

• 文本文件
  字符组成的文件，用户可以直接读到的数据，Linux系统的配置文件基本都属于这种
  可以使用cat 命令直接查看
  
• 二进制文件
  按信息在内存中的格式表示的文件
  通常不能直接查看，必须使用相应的软件
  通常来说,Linux中的可执行文件基本都属于这种类型，可以运行
  

2. 目录文件
   Linux中的目录也是以文件的形式存在，成为目录文件。
   用户可以读取但是不能修改目录文件的内容，只允许系统修改
   目录文件在文件名和索引节点之间的转换起到桥梁的作用，是文件系统树形文文件结构的关键。其由文件名和索引节点号构成。
   每个目录文件的前2项是2个特定的文件 : .和…，. 对应于该目录文件本身的索引节点，…对应其父目录的索引节点
   
3. 字符设备文件和块设备文件Linux把设备(硬盘、串口等)也看作文件，具有相同的操作方法。这种文件被称为设备文件，是用于操作系统与IO设备提供连接的一种文件，分为字符设备文件和块设备文件，分别对应字符设备和块设备，这些文件通常存放在dev目录中。

Linux中存在一个目录 /dev/null,所有放入这一文件的设备的数据都将不存在，可以把此放入操作看成是删除。

• 字符设备文件：是一个顺序的数据流设备文件，读写按字节进行，而且这些字符是连续地形成一个数据流。字符设备不具有缓冲区，所以对这种设备地读写是实时地，如串口终端、磁带机等。
• 块设备文件：具有一定结构地随机存取设备文件，读写按块进行，使用缓冲区来存放暂时的数据，待条件满足后，从缓冲区一次性写入设备，或一次性读出放到缓冲区中，如磁盘和文件系统等。

• 串口设备文件 /dev/tty
• 硬盘设备文件 /dev/hadl

1. 命名管道文件
   又称为先进先出文件，其主要用于在Linux的进程间传递数据，是Linux进程间的一种通信机制。
   管道是进程间传递数据的"媒介"，一个进程将数据写入管道的一端，另一个进程从管道另一端读取数据。
   通常，管道是建立在高速缓冲中的。
   先进先出的处理规定。
   可以分为有名管道和无名管道。
   
2. 套接字文件主要用于在不同计算机进程间的通信，是操作系统内核中的一个数据结构，是网络中的节点进行相互通信的门户。三种类型：流式套接字、数据报套接字和原始套接字

• 流式套接字就是TCP套接字
  
• 数据报套接字也就是UDP套接字
  
• 原始套接字用"SOCK_RAW"表示

原始套接字允许对低层协议，如IP或ICMP进行直接访问，主要用于对新的网络协议进行测试。

1. 符号链接文件
   又称链接文件，是一种特殊文件。
   实际上是指向一个真实存在的文件链接。
   链接文件提供了一种共享文件的方法，在链接文件中不是通过文件名实现文件共享，而是通过链接文件所包含的指向文件的指针来实现对文件的访问。
   普通用户可以建立链接文件，并通过其指针访问它所指向的那个文件。
   使用链接文件可以访问普通文件，也可以访问目录文件和不具有普通文件形态的其他文件。
   链接文件可以在不通过文件系统之间建立一种链接关系。
   根据链接对象的不同，可以分为硬链接文件和符号链接文件。
   

Linux的文件结构和文件描述符

Linux的文件是个简单的字节数据序列，所以在Linux下对于文本文件、二进制文件的结构和访问方法是相同的。

Linux的文件是由一系列的块组成，在同一个文件系统中块大小相同。

Linux使用文件描述符来标识一个进程正在访问的特定文件，当打开一个文件或者创建一个文件时,Linux将返回一个文件描述符，以供其他操作引用，通常来说文件描述符是一个小的非负整数。

文件描述符是对应进程的，每一个文件描述符都对应一个特定的文件，而每一个特定的文件可以对应不同的进程，存在多个不同的文件描述符。

在Linux中，每个进程都可以拥有最多1024个文件描述符，并且有自己的文件描述符表，其中前三项对于一般的进程是固定的，且是由系统自动打开的。说明如下：

• 文件描述符0：标准输入文件，通常对应键盘等输入设备
• 文件描述符1：标准输出文件，通常对应显示设备
• 文件描述符2：标准错误输出文件，通常也是对应显示设备。

对于以上三个文件描述符，用户程序不用执行文件打开操作就可以直接使用，其在头文件中的定义部分：

#define STDIN_FILENO   0  //标准输入
#define STDOUT_FINENO  1  //标准输出
#define STDERR_FILENO  2  //标准错误输出