Linux 系统函数open、close、read、writ
系统调用
系统调用是操作系统提供给用户的一组"特殊接口"。系统调用并非直接和程序员或系统管理员直接打交道，而是通过软中断的方式向内核提交请求，从而获取内核函数的服务入口（系统调用表）。系统调用让系统从用户空间进入内核空间内运行，运行后将结果返回给应用程序（内核态->用户空间）。
系统调用和系统API等区别
系统API
主要是通过C库libc来实现，程序员多采用这种方式与内核交互，这些API通过系统调用来实现
系统命令
系统管理员采用系统命令与内核交互，是一个可执行文件，通过系统API及系统调用来实现
外壳程序
一系列系统命令和SHELL脚本共同组合成的程序。
函数库调用 与 系统调用
文件描述符
-每个进程PCB结构中有文件描述符指针，指向files_struct的文件描述符表，记录每个进程打开的文件列表
-系统内核不允许应用程序访问进程的文件描述符表，只返回这些结构的索引即文件描述符ID(File Description)给应用程序
-Linux系统中，应用程序通过这些文件描述符来实现让内核对文件的访问
-每个进程能够访问的文件描述符是有限制的，通过#ulimit -n可以查看
特殊文件描述符
标准输入STDIN_FILENO
标准输出STDOUT_FILENO
标准错误STDERR_FILENO
每个进程被加载后，默认打开0,1,2这三个文件描述符
open
-函数原型
int open(const char *path, int flags,mode_t mode);
-参数
path ：文件的名称，可以包含（绝对和相对）路径
flags：文件打开模式
mode: 用来规定对该文件的所有者，文件的用户组及系统中其他用户的访问权限，则文件权限为：mode&(~umask)
-返回值
打开成功，返回文件描述符；
打开失败，返回－1
打开方式
访问权限
O_CREATE会产生特殊权限，需要设置访问权限：
S_IRWXU等价于 S_IRUSR|S_IWUSR|S_IXUSR （文件所有者）
S_IRWXG 等价于 S_IRGRP|S_IWGRP|S_IXGRP （文件用户组）
S_IRWXO 等价于 S_IROTH|S_IWOTH|S_IXOTH （文件其他用户）
close
关闭文件close（将进程中fd对应的文件描述表结构释放）：
函数原型：int close(int fd); //如果出现错误，返回-1;调用成功返回0
read
-函数原型：
int read(int fd, void *buf, size_t nbytes)；
-参数
fd ：想要读的文件的文件描述符
buf: 指向内存块的指针，从文件中读取来的字节放到这个内存块中
nbytes: 从该文件复制到buf中的字节个数
-返回值
如果出现错误，返回-1;
返回从该文件复制到规定的缓冲区中的字节数!
write
-函数原型：int write(int fd,void *buf,size_t nbytes);
-函数参数：
fd ：要写入的文件的文件描述符
buf: 指向内存块的指针，从这个内存块中读取数据写入 到文件中
nbytes: 要写入文件的字节个数
-返回值
如果出现错误，返回-1
如果写入成功，则返回写入到文件中的字节个数
练习：采用文件系统调用的方式，完成串口通讯配置文件的读写
配置文件serial.cfg如下：
要求：1、程序运行命令格式：
serialchat [-options];
[options]:
p-输出打印serial.cfg各个配置项信息，格式：参数-----参数值；
s-进行菜单（有保存和退出）让用户设置；
f-指定配配置项设置，输出各选项置文件名，并输出各配置项信息
其他选项提示该程序用法帮助。
2、不支持serialchat运行两次
3、如果无法找到配置文件，则提示运行失败，原因：配置文件无法找到
代码如下：
#include < stdio.h>#include < string.h>#include < sys/types.h>#include < sys/stat.h>#include < unistd.h>#include < fcntl.h>int icount = 0;//去空格 '\0'void rm_space(char *pStr){ char *pos = pStr; pos = strchr(pStr,' '); while(pos != NULL) { strcpy(pos,pos+1); pos = strchr(pos,' '); }}//去注释 '#' '\n#'和中文，留下\n ... \r之间的数据void rm_annotation(char *pStr){ icount++; char *pos = pStr; char *end = NULL; if(icount == 1) //第一行有可能顶格 { pos = strchr(pStr,'#'); } else { pos = strstr(pStr,"\n#"); } while(pos != NULL) { end = strchr(pos+1,'\n'); strcpy(pos,end); pos = strstr(pStr,"\n#"); } }//输出配置项信息void printMsg(char *buf){ char key[20] = " "; char value[20] = " "; char line[50] = " "; char *pos = buf; char *end = NULL; int flag = 0; printf("配置项信息如下:\n"); pos = strchr(buf,'\n'); end = strchr(pos,'='); while(end != NULL) { memset(key,0,sizeof(key)); memset(value,0,sizeof(value)); memcpy(key,pos+1,end - (pos + 1)); pos = end; end = strchr(pos,'\r'); if(end == NULL) //if the final data { flag = 1; break; } memcpy(value,pos+1,end - (pos + 1)); sprintf(line,"%s-----%s",key,value); printf("%s\n",line); pos = end + 1; end = strchr(pos,'='); } if(flag) { end = strchr(pos,'\0'); memcpy(value,pos+1,end - (pos + 1)); sprintf(line,"%s-----%s",key,value); printf("%s\n",line); }}//修改配置文件 （传入的buf是未经处理的）void updateFile(int fd,char *buf){ char *pos = buf; char *end = NULL; char key[20] = ""; char newvalue[20] = ""; int lse; int count; printf("请输入配置参数: "); scanf("%s",key); printf("请输入配置参数的值: "); scanf("%s",newvalue); strcat(key,"="); pos = strstr(buf,key); if(pos == NULL) { printf("输入参数不存在！"); return; } pos = pos + strlen(key); while(*pos == ' ') //处理'='后面有空格的情况 { pos = pos + 1; } end = strchr(pos,'\r'); if(end == NULL) //if the final data { end = strchr(pos,'\0'); } //修改文件 lse = lseek(fd,pos-buf,SEEK_SET); write(fd,newvalue,end-pos); //注意新旧值的长度 printf("修改成功！\n");}/*--------------------主函数---------------------*/int main(int argc,char *argv[]){ int fd; int readByte = 0; char buf[512] = ""; char option[3] = ""; char filename[20] = ""; int index; int s_flag = 0; int f_flag = 0; struct flock lock = {0}; //判断参数个数 if(argc !=2 && argc != 3) { printf("输入格式有误！\n"); return 1; } //打开配置文件 strcpy(option,argv[1]); if(strcmp(option,"-f") == 0) //打开指定文件 { if(argc != 3) { printf("输入格式有误！\n"); return 1; } f_flag = 1; strcpy(filename,argv[2]); fd = open(filename,O_RDWR,S_IRWXU|S_IRGRP); } else { fd = open("serial.cfg",O_RDWR,S_IRWXU|S_IRGRP); } if(fd == -1) { printf("运行失败，无法找到配置文件！\n"); return 1; } //读取配置文件 readByte = read(fd,buf,512); if(readByte <= 0) { printf("读文件失败！\n"); return 1; } //判断是否已经加锁 fcntl(fd,F_GETLK,&lock); if(lock.l_type != F_UNLCK) { printf("文件已经被上锁！执行错误\n"); return 1; } //上锁 memset(&lock,0,sizeof(struct flock)); lock.l_whence = SEEK_SET; lock.l_start = 0; lock.l_len = sizeof(buf); lock.l_type =F_WRLCK; if((fcntl(fd,F_SETLK,&lock)) == -1) { printf("设置写锁失败！\n"); return 1; } //操作 if(f_flag || strcmp(option,"-p") == 0) //打印配置信息 { rm_space(buf); rm_annotation(buf); printMsg(buf); } else if(strcmp(option,"-s") == 0) //进行菜单 { while(!s_flag) { printf("1.修改配置项\n2.退出\n请输入选择: "); scanf("%d",&index); switch(index) { case 1: updateFile(fd,buf); break; case 2: s_flag = 1; break; } } } else { printf("serialchat用法:\n"); printf("\t命令格式:serialchat [-options]\n "); printf("\t [options]: p-输出打印serial.cfg各个配置项信息\n "); printf("\t [options]: s-进行菜单\n "); printf("\t [options]: f-指定配置文件\n "); printf("\t [options]: 其他-查看帮助\n "); } //关闭文件 close(fd); //释放锁 lock.l_type =F_UNLCK; fcntl(fd,F_SETLK,&lock); return 0;}运行结果：
1、 serialchat -p
2、 serialchat-s
3、 serialchat-f
4、 异常处理
5、 上锁
终端1：
终端2：
