學習Linux系統程式設計，檔案I/O是一個不錯的切入點。首先，日常操作中或多或少都使用過檔案，有一定的概念；其次，檔案I/O可以由幾個最最基礎的系統呼叫完成，降低入門理解難度。

基礎系統呼叫

Linux下I/O操作是通用化的，不僅僅可以用來操作檔案輸入輸出，還可以用來操作管道、FIFO、socket、終端裝置等。將裝置抽象成一個檔案，用I/O操作控制裝置是類Unix系統一大特色。

最最基礎的I/O作業系統呼叫包括：

• fd = open(pathname, flags, mode)
• rlen = read(fd, buf, count)
• wlen = write(fd, buf, count)
• status = close(fd)

注意到，相關係統呼叫都圍繞檔案描述符fd展開。檔案描述符在下節詳細介紹。

另外，需要特別提示一下，系統呼叫函式介面（其實是庫函式封裝）可以通過man命令檢視詳細的引數、返回值及用法說明。比如，終端下執行man read，就可以看到read這個系統呼叫的相關文件說明：

man open

檔案描述符

I/O作業系統呼叫都以檔案描述符(一個非負整數)，指代開啟的檔案。每個程序都有一個開啟檔案表，可以理解成一個數組，檔案描述符可以理解成陣列的下標。相關I/O作業系統呼叫以檔案描述符為引數，便可以通過陣列訪問定位到指定的檔案物件，進而進行I/O

一般情況下，程序的標準輸入輸出由3個特定的檔案描述符指定，列舉如下：

正常情況下，程式在開始執行之前，由shell準備好這3個檔案描述符。更準確的說法是，程式繼承了shell

實戰案例

讀檔案

首先，通過一個例子，探索一下如何通過I/O作業系統呼叫讀取檔案內容並輸出：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    // 開啟檔案
    int fd = open("a.txt", O_RDONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open a.txt");
        return -1;
    }

    // 準備緩衝區並讀檔案
    char buf[1024];
    int rlen = read(fd, buf, sizeof(buf)-1);
    if (-1 == rlen)
    {
        perror("fail to read a.txt");
        return -2;
    }

    // 輸出內容
    buf[rlen] = '\0';
    printf("read %d bytes, which is:\n", rlen);
    printf("%s\n", buf);

    // 關閉檔案
    int status = close(fd);
    if (-1 == status)
    {
        perror("fail to close a.txt");
        return -3;
    }

    return 0;
}

寫檔案

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    // 開啟檔案
    int fd = open("a.txt", O_WRONLY);
    if (-1 == fd)
    {
        perror("fail to open a.txt");
        return -1;
    }

    // 準備資料並寫到檔案
    char data[] = "hello, this is line written by write syscall\n";
    int wlen = write(fd, data, strlen(data));
    if (-1 == wlen)
    {
        perror("fail to read a.txt");
        return -2;
    }

    // 輸出成功寫入位元組數
    printf("write %d bytes of %d total\n", wlen, strlen(data));

    // 關閉檔案
    int status = close(fd);
    if (-1 == status)
    {
        perror("fail to close a.txt");
        return -3;
    }

    return 0;
}

作者：fasionchan
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