文件操作
1.什麼是系統調用？
所謂系統調用是指操作系統提供給用戶的一組“特殊”接口，用戶程序可以通過這組“特殊”接口來獲得操作系統內核提供的服務。
2.爲什麼用戶程序不能直接訪問系統內核提供的服務呢？
由於在Linux中，爲了更好地保護內核空間，將程序的運行空間分爲內核空間和用戶空間（也就是常稱的內核態和用戶態），它們分別運行在不同的級別上，在邏輯上是相互隔離的。
因此，用戶進程在通常情況下不允許訪問內核數據，也無法使用內核函數，它們只能在用戶空間操作用戶數據，調用用戶空間的函數。
3.什麼是文件？linux如何看待文件？
Linux一點哲學，“一切皆爲文件”；在Linux中對目錄和設備的操作都等同於對文件的操作，都是使用文件描述符來進行的。
Linux文件可分爲：普通文件，目錄文件，鏈接文件，設備文件
4.什麼是文件描述符？Linux內核如何分配描述符？
文件描述符是一個非負的整數，它是一個索引值，並指向內核中每個進程打開文件的記錄表。
當打開一個現存文件或創建一個新文件時，內核就向進程返回一個文件描述符；當需要讀寫文件時，也需要把文件描述符作爲參數傳遞給相應的函數。
一個進程啓動時，都會打開3個文件：標準輸入、標準輸出和標準出錯處理。
5.系統調用API
（1） creat
函數的作用： 創建一個文件；
函數的原型： int creat(const char *pathname, mode_t mode);
filename:創建的文件名（包含路徑，缺省爲當前路徑）
mode:創建模式：S_IRUSR 可讀
S_IWUSR 可寫
S_IXUSR 可執行
S_IXRWU 可讀可寫可執行
（除用以上宏來選擇創建模式，也可以用數字來表示，如0755）
文件頭： #include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
返回值：成功：新的文件描述符；
出錯： -1
（2） open
函數的作用：打開或創建文件，在打開或創建文件時可以指定文件的屬性及用戶的權限等各種參數；
函數的原型：
int open(const char *pahtname, int flags);
int open(const char *pahtname, int flags, mode_t mode);
返回值：文件描述符---成功；出錯：-1；
flags：
參數： O_RDONLY：只讀打開
O_WRONLY：只寫打開
O_RDWR：讀、寫打開
O_CREAT：如果此文件不存在則創建它，使用此選項時，需同時說明第三個參數
mode,用其說明該新文件的存取權限；
O_NONBLOCK：如果path name指的是一個塊特殊文件或一個字符特殊文件，則此選
擇項爲此文件的本次打開操作和後續的I/O操作設置非阻塞方式。
O_APPEND：原來有內容，則會自動保留文件內容，自動向下讀寫；
O_TRUNC： 文件存在，有內容，文件清空；
（3）read
函數的作用：從打開的文件中讀取count個字節數據到buf所指向的緩衝區中。
函數的原型：ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
包含的頭文件： #include <unistd.h>
返回值：正常是實際讀到的字節數；
如果是在文件結束或者是無數據，返回0；
出錯，-1；
（4）write
函數的作用： 把count個字節從buf所指向的緩衝區中寫到文件描述符fd所指向的文件中
函數的原型： ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
頭文件： #include <unistd.h>
返回值： 成功會返回實際寫入的字節數；
出錯：-1；
（5）lseek
函數的功能：將文件讀寫指針相對whence移動offset個字節。
函數的原型：int lseek(int fd, offset_t offset, int whence);
函數的參數：offset： 指針的微調，在指定的指針向前移動爲負， 向後爲正；
whence： SEEK_SET：放在文件頭
SEEK_CUR:當前的位置；
SEEK_END： 文件尾；
返回值：返回文件當前指針到文件開始的地方有多少字節；
出錯-1；
6.標準庫函數
C庫函數的文件操作是獨立於具體的操作系統平臺的。
7.什麼是不帶緩存I/O操作?什麼是帶緩存I/O操作？
不帶緩存的I/O是對文件描述符操作，帶緩存的I/O是針對流的。
標準I/O庫就是帶緩存的I/O,它由ANSI C標準說明。當然，標準I/O最終都會調用上面的I/O例程。
標準I/O庫代替用戶處理很多細節，比如緩存分配、以優化長度執行I/O等。
標準I/O提供緩存的目的就是減少調用read和write的次數，它對每個I/O流自動進行緩存管理（標準I/O函數通常調用malloc來分配緩存）。
它提供了三種類型的緩存：
1) 全緩存。當填滿標準I/O緩存後才執行I/O操作。磁盤上的文件通常是全緩存的。
2) 行緩存。當輸入輸出遇到新行符或緩存滿時，才由標準I/O庫執行實際I/O操作。stdin、stdout通常是行緩存的。
3) 無緩存。相當於read、write了。stderr通常是無緩存的，因爲它必須儘快輸出。
一般而言，由系統選擇緩存的長度，並自動分配。標準I/O庫在關閉流的時候自動釋放緩存。
在標準I/O庫中，一個效率不高的不足之處是需要複製的數據量。
當使用每次一行函數fgets和fputs時，通常需要複製兩次數據：
第一次是在內核和標準I/O緩存之間（當調用read和write時），
第二次是在標準I/O緩存（通常系統分配和管理）和用戶程序中的行緩存（fgets的參數就需要一個用戶行緩存指針）之間。
8.庫函數
（1）fopen
函數的作用： 打開文件
函數的原型： FILE *fopen(const char *pth, const char *mode)
mode: r:讀，文件必須存在；
r+：打開可讀寫，文件必須存在；
w：打開只寫文件，文件不存在就會創建文件； 文件清0；
w+：打開可讀寫的文件，
a：附加的形式打開只寫文件，不存在就創建，存在就寫到原來的文件尾。
a+：以附加的形式打開可讀寫的文件，不存在就創建，存在就寫到原來的文件尾。
b：二進制文件
頭文件： #include <stdio.h>
返回值： 成功是指向=文件流的指針；
出錯返回NULL；
（2）fclose
函數的作用：關閉先前fopen()打開的文件，會將緩衝區內的數據寫入文件中，並釋放系統所提供的文件資源返回值。
函數的原型：int fclose(FILE * stream);
頭文件：#include<stdio.h>
返回值：若關動作成功則返回0
出錯返回EOF並把錯誤代碼存到errno.
注：對文件的讀和寫是最常用的文件操作。在Linux C中提供了多種文件讀寫的函數
字符讀寫函數：fgetc和fputc
字符串讀寫函數：fgets和fputs
數據塊讀寫函數：fread和fwrite
格式化讀寫函數：fscanf和fprintf
（3）fputc
函數的作用： 將一個指定的字符寫入到文件流中；
函數的原型： int fputc(int c, FILE *stream);
返回值： 返回寫入成功的字符，c； EOF則表示失敗。
（4）fgetc
函數的作用：從文件流中讀取一個字符
函數原型： int fgetc(FILE *stream)
返回值：返回值正常的是讀取的字符；EOF表示到了文件尾；
（5）fputs
函數的作用：將一個字符串寫入到文件內
函數的原型： int fputs(const char *s, FILE *stream)
返回值：成功返回寫成字符數； EOF表示出錯
（6）fgets
函數的作用：從文件中讀取一個字符串；
函數的原型：char *fgets(char *s, int size, FILE *steam)
函數的說明：fgets()用來從參數stream所指的文件內讀入字符並存到參數s所指的內存空間中，知道出現換行字符、讀到文件尾或是已讀了size-1個字符爲止，最後會加上NULL作爲字符串結束。
返回值： 成功返回s， 出錯NULL。
（7）fread
函數的作用：從文件流中讀取數據塊
函數原型：size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE * stream);
函數參數：stream爲已打開的文件指針
ptr:指向欲存放讀取進來的數據空間
讀取的字符數以參數nmemb來覺得
返回值：返回實際讀到數據塊的數目
比nmember小的話，可能是到了文件尾，或者錯誤發生。
feof() ：到文件尾；
ferror()：判斷錯誤的
（8） fwrite
函數的作用：將數據塊寫到文件流中：
函數原型： size_t fwrite(const void * ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
函數參數：stream爲已打開的文件指針，
ptr:指向欲寫入的數據地址，總共寫入的字符數以參數nmemb來決定
返回值： 實際寫入的nmemb數目；
（9）fprintf
函數的作用：格式化數據到文件
函數的原型： int fprintf(FILE *stream, const char *format, ....);
返回值：成功返回實際輸入的字符數，失敗-1；
（10）fscanf
函數的作用： 格式化字符串輸入
函數的原型： int fscanf(FILE *strem, const char *fromat,....)
返回值：成功返回參數數目，出錯-1
（11）fseek
函數的作用：移動文件流的讀寫位置
函數的原型： int fseek(FILE * stream, long offset, int whence)
返回值：成功返回0， 出錯-1；
（12）ftell
函數的作用：讀取文件流的讀寫位置；
函數的原型：long ftell(FILE * stream)
返回值： 成功返回當前的讀寫位置；
出錯-1；
（13）feof
函數的作用： 檢測文件流是否到了文件尾
函數的原型：int feof(FILE *steam)
返回值： 非零代表到了文件尾，其他是0；
9.帶緩存的I/O操作如何完成文件的複製？
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
int from_fd,to_fd;
int bytes_read, bytes_write;
char buffer[BUFFER_SIZE];
char *ptr;
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s fromfile tofile/n/a",argv[0]);
exit(1);
}
if((from_fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
{
fprintf(stderr,"Open %s Error:%s/n",argv[1], strerror(errno));
exit(1);
}
if((to_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)
{
fprintf(stderr,"Open %s Error:%s/n",argv[2],strerror(errno));
exit(1);
}
while(bytes_read=read(from_fd,buffer,BUFFER_SIZE))
{
if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR)) /* 一個致命的錯誤發生了 */
break;
else if(bytes_read>0)
{
ptr=buffer;
while(bytes_write=write(to_fd,ptr,bytes_read))
{
if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR)) /* 一個致命錯誤發生了 */
break;
else if(bytes_write==bytes_read) /* 寫完了所有讀的字節 */
break;
/* 只寫了一部分,繼續寫 */
else if(bytes_write>0)
{
ptr+=bytes_write;
bytes_read-=bytes_write;
}
}
/* 寫的時候發生的致命錯誤 */
if(bytes_write==-1)
break;
}
}
close(from_fd);
close(to_fd);
exit(0);
}