嵌入式Linux应用程序开发中的文件IO编程

一、Linux系统调用及API

1. 系统调用：
Linux分为内核空间和用户空间，用户空间无法直接访问内核空间。内核通过系统调用为用户提供服务，大约有250个左右的系统调用，可以分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、系统控制、存储管理、网络管理、socket控制、用户管理等几类。

2. C库API：
C库提供了一些API，遵循一定的标准，供用户使用。用户可以直接调用系统调用，也可以调用C库提供的API。

二、Linux中文件及文件描述符概述

Linux主要有四种文件类型：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。在Linux中，使用文件描述符操作文件，尤其对于用户态来说更是如此。文件描述符是一个非负的整数，是个索引值，在打开文件时动态分配，优先分配未使用的最小描述符。进程打开时，默认会打开三个文件描述符，分别指向标准输入、标准输出和标准错误。

三、底层文件IO操作

3.1 基本文件操作

3.1.1 函数说明：
有五个基本函数，不带缓冲，属于POSIX标准，包括open、read、write、lseek和close。

3.2 文件锁

3.2.1 共享问题：
多个进程操作同一个文件时，可能会造成数据混乱的情况。为了解决这个问题，引入了记录锁，实现对文件的独占操作。

3.2.2 fcntl()函数：
当多个进程操作同一文件时，应该上锁以保证数据的完整性。在进程信息中存放了锁的信息，关闭进程或者关闭文件时，该文件的锁会自动关闭。使用F_SETLK来设置锁，并根据返回值判断是否设置成功。

3.3 多路复用

3.3.1 IO模型：
阻塞IO会导致进程挂起，直到相关数据到达后才返回。非阻塞IO则不会等待数据到达而是立即返回，通过轮询各IO，超时等待的方式处理IO操作。select和poll就属于此类信号驱动IO。

3.3.2 select函数：
select函数用于对文件描述符进行分类处理，需要使用一些宏定义来清除、添加和判断文件描述符集中的文件描述符。

版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，本站不承担相关法律责任.如有侵权/违法内容,本站将立刻删除。