嵌入式Linux应用开发教程 教学课件 作者 华清远见嵌入式学院 赵苍明 穆煜 第五章 嵌入式文件IO编程.ppt

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1、嵌入式应用程序设计第五章嵌入式文件I/O编程5.1Linux系统调用及用户编程接口5.2Linux文件I/O系统概述5.3底层文件I/O操作5.4嵌入式Linux串口应用编程5.5标准I/O编程5.6实验内容5.7小结5.8思考与练习本章课程：25.1Linux系统调用及用户编程接口5.1.1系统调用5.1.2用户编程接口5.1.3系统命令35.1.1系统调用系统调用是指操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口，用户程序可以通过这组“特殊”接口获得操作系统内核提供的服务。例如用户可以通过进程控制相关的系统调用

2、来创建进程、实现进程之间的通信等。在Linux中，为了更好地保护内核空间，将程序的运行空间分为内核空间和用户空间（也就是常称的内核态和用户态），它们分别运行在不同的级别上，逻辑上是相互隔离的。因此，用户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也无法使用内核函数，它们只能在用户空间操作用户数据，调用用户空间的函数。但是，在有些情况下，用户空间的进程需要获得一定的系统服务（调用内核空间程序），这时操作系统就必须利用系统提供给用户的“特殊接口”——系统调用规定用户进程进入内核空间的具体位置。进行系统调用时，程序运行空间需要

3、从用户空间进入内核空间，处理完后再返回到用户空间。45.1.2用户编程接口在Linux中，用户编程接口（API）遵循了在Unix中最流行的应用编程界面标准——POSIX标准。POSIX标准是由IEEE和ISO/IEC共同开发的标准系统。该标准基于当时现有的Unix实践和经验，描述了操作系统的系统调用编程接口（实际上就是API），用于保证应用程序可以在源代码一级上在多种操作系统上移植运行。这些系统调用编程接口主要是通过C库（libc）实现的。55.1.3系统命令系统命令相对API更高了一层，它实际上一个可执行程序，

4、它的内部引用了用户编程接口（API）来实现相应的功能，它们之间的关系如图：65.2Linux文件I/O系统概述5.2.1虚拟文件系统5.2.2通用文件模型5.2.3Linux中文件及文件描述符75.2.1虚拟文件系统Linux系统成功的关键因素之一就是具有与其他操作系统和谐共存的能力。Linux的文件系统由两层结构构建。第一层是虚拟文件系统（VFS），第二层是各种不同的具体的文件系统。VFS在linux系统中的位置如图：85.2.2通用文件模型通用的文件模型（commonfilemodel），这个模型的核心是4个

5、对象类型，即超级块对象（superblockobject）、索引节点对象（inodeobject）、文件对象（fileobject）和目录项对象（dentryobject）。95.2.3Linux中文件及文件描述符对于Linux而言，所有对设备和文件的操作都是使用文件描述符来进行的。文件描述符是一个非负的整数，它是一个索引值，并指向在内核中每个进程打开文件的记录表。当打开一个现存文件或创建一个新文件时，内核就向进程返回一个文件描述符；当需要读写文件时，也需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。一个进程启动时，都

6、会打开3个文件：标准输入、标准输出和标准出错处理文件描述符宏标准输入0STDIN_FILENO标准输出1STDOUT_FILENO标准出错2STDERR_FILENO105.3底层文件I/O操作5.3.1基本文件操作5.3.2文件锁5.3.3多路复用115.3.1基本文件操作open函数是用于打开或创建文件，在打开或创建文件时可以指定文件的属性及用户的权限等各种参数。所需头文件：#include#include#include原型：intope

7、n(constchar*pathname,intflags,intperms)125.3.1基本文件操作open函数语法要点135.3.1基本文件操作close()函数是用于关闭一个被打开的文件。close函数语法要点：145.3.1基本文件操作read()函数是用于将从指定的文件描述符中读出的数据放到缓存区中，并返回实际读入的字节数。read函数语法要点：155.3.1基本文件操作write()函数是用于向打开的文件写数据，写操作从文件的当前指针位置开始。write函数语法要点：165.3.1基本文件操作lse

8、ek()函数是用于在指定的文件描述符中将文件指针定位到相应的位置。lseek函数语法要点：175.3.2文件锁文件锁包括建议性锁和强制性锁。建议性锁要求每个上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重已有的锁。在一般情况下，内核和系统都不使用建议性锁。强制性锁是由内核执行的锁，当一个文件被上锁进行写入操作的时候，内核将阻止其他任何文件对其进行读写操作。采用强制性锁对性能的