Linux内核编程--文件描述符概述

2024-02-13 21:21:03

文件符：Linux 内核编程中的关键概念

在 Linux 内核编程的浩瀚世界中，文件符（FD）扮演着至关重要的角色，类似于持有通往文件系统的秘密金钥匙。让我们深入了解 FD 的作用，以及如何使用它们来有效地操纵文件。

文件描述符的本质

想象一下，您有一本装满书籍的书架，每本书都由一个唯一的书号标识。同样，在 Linux 中，每个文件都被分配了一个 FD，充当该文件的独一无二的识别符。FD 本质上是一个数字，内核使用它来跟踪文件的位置、大小、权限等信息，以及文件打开的方式（例如，只读或可写）。

文件描述符的作用

FD 的主要目的是让内核识别和操作文件。有了 FD，内核就可以毫不费力地找到文件、确定其访问权限并对其执行各种操作，例如读写数据。

获取文件描述符

获得 FD 的最常见方法是使用 open() 系统调用，它会在成功打开文件时返回一个 FD。对于标准输入/输出（stdin、stdout 和 stderr），Linux 提供了预定义的 FD，即 0、1 和 2。

使用文件描述符

一旦拥有了 FD，就可以通过 read() 和 write() 等系统调用来对文件执行读写操作。这些系统调用需要 FD 作为参数，让内核知道要操作哪个文件。

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 打开文件并获取 FD
    int fd = open("myfile.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(1);
    }

    // 读文件
    char buffer[1024];
    int bytes_read = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
    if (bytes_read == -1) {
        perror("read");
        exit(1);
    }

    // 写文件
    const char *data = "Hello, world!";
    int bytes_written = write(fd, data, strlen(data));
    if (bytes_written == -1) {
        perror("write");
        exit(1);
    }

    // 关闭文件释放 FD
    close(fd);

    return 0;
}