Linux操作系统是基于文件概念的。文件是以字符序列构成的信息载体。根据这一点，可以把I/O设备当做文件来处理，因此，在磁盘上的普通文件进行交互所用的统一系统调用可以直接用于I/O设备。这样大大简化了系统对于不同设备的处理，提高了效率。Linux中的文件主要分为6种：普通文件、目录文件、符号链接文件、管道文件、套接字文件和设备文件。
那么，内核如何区分和引用特定的文件呢？这里用到了一个重要的概念——文件描述符。对于Linux而言，所有的设备和文件的操作都是通过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；读写文件时，需要把文件描述符作为参数传递给相应的函数。
通常，一个进程启动时，都会打开3个流：标准输入、标准输出和标准错误。这3个流分别对应文件描述符0、1 和 2（对应的宏分别是STDIN_FILENO、STDOUT_FILENO和STDERR_FILENO）。
基于文件描述符的I/O操作虽然不鞥直接移植到类Linux以外的系统上去（如Windows），但它往往是实现某些I/O操作的唯一途径，如Linux中底层文件操作函数、多路I/O、TCP/IP套接字编程接口等。同时，他们也很好地兼容POSIX标准，因此，可以很方便地移植到任何POSIX平台上。基于文件描述符的I/O操作是Linux中最常用的操作之一。
文件I/O相关函数：open() 、read() 、write() 、lseek() 和close() 。这些函数的特点是不带缓冲，直接对文件（包括设备）进行读写操作。这些函数不是ANSI C的组成部分，而是POSIX相关标准来定义。
1、文件打开与和关闭
open()函数用于创建或打开文件，在打开或创建文件时可以指定文件打开方式及文件的访问权限。
函数原型如下:
[cpp]view plaincopy#include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> intopen(constchar*pathname,intflags,intperms);
1）pathname: 被打开的文件名（可包括路径名）
2）flags（文件打开方式，这里介绍几个常用的）
O_RDONLY只读
O_WRONLY只写
O_RDWR可读可写
这三者必有其一
O_CREAT如果文件不存在，就创建一个新文件，并用第三个参数为其设置权限；
O_TRUNC若文件已经存在，那么会删除文件中的全部原有数据，并且设置文件大小为0；
O_APPEND以添加方式打开文件，在写文件时，文件读写文职自动指向文件的末尾，即将写入的数据添加到文件的末尾；
3）perms 新建文件的存取权限
close()函数用于关闭一个被打开的文件。当一个进程终止时，所有打开的文件都有内核自动关闭。很多程序都利用这一特性而不显示地关闭一个文件。
函数原型:
[cpp]view plaincopy#include<unistd.h> intclose(intfd);
2、文件读写
read()函数从文件中读取数据存放到缓冲区中，并返回实际读取的字节数。若返回0，则表示没有数据可读，即已达到文件尾。读操作从文件的当前读写位置开始读取数据，当前读写位置自动往后移动。
函数原型：
[cpp]view plaincopy#include<unistd.h> ssize_tread(intfd,void*buf,size_tcount);
函数传入值：
fd 文件描述符；
buf 指定存储器读取数据的缓冲区；
count 指定读出的字节数；
函数返回值：
成功：读到的字节数；
0：已到达文件尾；
-1：出错；
在读到普通文件时，若读到要求的字节数之前已到达问价你的尾部，则返回的字节数会小于指定读出的字节数；
write()函数将数据写入文件中，并返回实际写入的字节数。写操作从文件的当前读写位置开始写入。对磁盘文件进行写操作时，若磁盘已满，write()函数返回失败；
函数原型：
[cpp]view plaincopy#include<unistd.h> ssize_twrite(intfd,void*buf,size_tcount);
函数传入值：
fd 文件描述符
buf 指定存储器写入数据的缓冲区
count 指定读出的字节数
函数返回值：
成功：已写的字节数
-1：出错
下面写个简单小程序，实现copy程序，完成文件的复制，代码如下：
[cpp]view plaincopy#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #definemaxsize256 intmain(intargc,char*argv[]) { intfd1,fd2; intbyte; charbuffer[maxsize]; if(argc!=3) { printf("commanderror!\n"); return-1; } if((fd1=open(argv[1],O_RDONLY))==-1) { perror("openfails"); return-1; } if((fd2=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664))==-1)//如果文件不存在，则创建，若存在，则覆盖； { perror("openfails"); return-1; } while(1) { if((byte=read(fd1,buffer,maxsize))>0) write(fd2,buffer,byte); if(byte==0) break;//如果读不到数据，则返回 } close(fd1); close(fd2); return0; }
执行结果如下：
[cpp]view plaincopyfs@ubuntu:~/qiang/fileIO/open$ls-l total16 -rwxrwxr-x1fsfs7388Jan416:18cp -rw-rw-r--1fsfs625Jan416:18cp.c -rw-rw-r--1fsfs526Jan416:01file1.c fs@ubuntu:~/qiang/fileIO/open$./cpfile1.cfile2.c fs@ubuntu:~/qiang/fileIO/open$ls-l total20 -rwxrwxr-x1fsfs7388Jan416:18cp -rw-rw-r--1fsfs625Jan416:18cp.c -rw-rw-r--1fsfs526Jan416:01file1.c -rw-rw-r--1fsfs526Jan416:19file2.c fs@ubuntu:~/qiang/fileIO/open$
我们可以看到，原来file2.c并不存在，执行完程序后，file2.c存在，且大小和file1.c相同；
3、文件定位
lseek()函数对文件当前读写位置进行定位。它只能对可定位（可随机访问）文件操作。管道、套接字和大部分字符设备文件不支持此类操作；
函数原型：
[cpp]view plaincopy#include<unistd.h> #include<sys/types.h> off_tlseek(intfd,off_toffset,intwhence);
函数传入值：
fd 文件描述符
offset 相对于基准点whence 的偏移量。以字节为单位，正数表示向前移动，负数表示向后移动
whence 当前位置的基点
SEEK_SET：文件的起始位置
SEEK_CUR：文件当前读写位置
SEEK_END：文件的结束位置
函数的返回值：
成功：文件当前读写位置
-1：出错
我们可以通过lseek函数实现一个小功能：查看文件的大小，代码如下：
[cpp]view plaincopy#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/types.h> intmain(intargc,constchar*argv[]) { intfd; intlength; if(argc!=2) { printf("commanderror!\n"); return-1; } if((fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1) { perror("openfails"); return-1; } length=lseek(fd,0,SEEK_END); printf("Thelengthof%sis%dbytes!\n",argv[1],length); return0; }
执行结果如下：
[cpp]view plaincopyfs@ubuntu:~/qiang/fileIO/lseek$ls-l total12 -rwxrwxr-x1fsfs7308Jan416:47lseek -rw-rw-r--1fsfs424Jan416:46lseek.c fs@ubuntu:~/qiang/fileIO/lseek$./lseeklseek.c Thelengthoflseek.cis424bytes! fs@ubuntu:~/qiang/fileIO/lseek$
我们可以看到，得到了lseek.c正确大小！
