Linux `open()` 系统调用：一个文件系统交互指南306

在 Linux 操作系统中，`open()` 系统调用是与文件系统交互并执行各种操作的重要工具。它允许进程创建、打开、读取、写入或关闭文件，从而为应用程序提供对文件和目录的访问权限。

签名：
```c
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
```
参数：
* `pathname`：要打开的文件或目录的路径名。
* `flags`：指定对文件的访问权限和操作方式的标志。
* `mode`：用于创建新文件的权限模式（仅在创建新文件时使用）。
标志：
`open()` 系统调用可以使用以下标志来指定对文件的访问权限和操作方式：
| 标志 | 描述 |
|---|---|
| `O_RDONLY` | 以只读方式打开文件 |
| `O_WRONLY` | 以只写方式打开文件 |
| `O_RDWR` | 以读写方式打开文件 |
| `O_CREAT` | 如果文件不存在，则创建文件 |
| `O_EXCL` | 如果文件已存在，则失败 |
| `O_TRUNC` | 打开文件并截断其长度 |
| `O_APPEND` | 打开文件并追加到文件末尾 |
| `O_DIRECT` | 绕过页面缓存直接与磁盘交互 |
返回值：
如果成功，`open()` 系统调用返回一个文件描述符，用于后续的文件操作。如果失败，它返回 -1 并设置 `errno` 来指示错误。
操作：
`open()` 系统调用可以执行以下操作：
* 打开现有文件：使用 `O_RDONLY`、`O_WRONLY` 或 `O_RDWR` 标志打开现有文件。
* 创建新文件：使用 `O_CREAT` 标志创建新文件。如果 `O_EXCL` 也被设置，则只有当文件不存在时才会创建。
* 截断文件：使用 `O_TRUNC` 标志打开文件并截断其长度到 0。
* 以追加模式打开文件：使用 `O_APPEND` 标志打开文件并追加所有写入到文件末尾。
示例：
以下示例演示如何使用 `open()` 系统调用打开文件并执行基本操作：
```c
#include
#include
int main() {
// 以只写方式打开文件
int fd = open("", O_WRONLY);
if (fd == -1) {
perror("open");
return -1;
}
// 将字符串写入文件
const char *str = "Hello world!";
write(fd, str, strlen(str));
// 关闭文件
close(fd);
return 0;
}
```
高级用法：
`open()` 系统调用还可以与其他标志和文件类型一起使用，以启用更高级的用法。例如，可以将其与 `O_DIRECT` 标志一起使用以绕过页面缓存，或者将其与符号链接或套接字文件一起使用。

Linux `open()` 系统调用是与文件系统交互并执行各种操作的核心组件。它提供了访问和操作文件和目录的灵活方式，使其成为应用程序和系统程序的关键工具。通过理解其签名、参数、标志和操作，开发人员可以有效地利用 `open()` 系统调用来实现文件系统交互相关任务。

2024-11-01

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