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2025-06-22

<sys/stat.h

获取文件的属性

  1. stat函数根据文件名获取文件的属性
  2. fstat函数获取文件描述符fields上打开文件的有关信息。
  3. lstat返回该符号链接的有关信息，而不是由该符号链接引用文件的信息。
  • pathname: 文件路径+文件名
  • buf: 传出参数
  • fields: 对应文件的文件描述符
  • 返回值:若成功则返回0,失败则返回-1，错误代码存于errno。
int stat(const char *restrict pathname,struct stat *restrict buf);  
int fstat(int fields,struct stat *buf);  
int lstat(const char *restrict pathname,struct stat *restrict buf);
错误代码含义
ENOENT参数file_name 指定的文件不存在
ENOTDIR路径中的目录存在但却非真正的目录
ELOOP欲打开的文件有过多符号连接问题, 上限为16 符号连接
EFAULT参数buf 为无效指针, 指向无法存在的内存空间
EACCESS存取文件时被拒绝
ENOMEM核心内存不足
ENAMETOOLONG参数file_name 的路径名称太长

st_mode 主要包含了 3 部分信息：

  1. 15-12 位保存文件类型
  2. 11-9 位保存执行文件时设置的信息
  3. 8-0 位保存文件访问权限

dirent

struct dirent {
	long d_ino;    //目录项的 inode 节点号。
	unsigned short d_reclen;    //目录项的长度（以字节为单位）。
	unsigned short d_namlen;    //表示目录项名称的长度（不包括终止 null 字符）。
	char d_name[260];    //目录项的名称（以 null 结尾的字符串）。
}

DIR结构体用于描述这个目录本身 dirent结构体用于描述目录这个中的某一项(文件或目录)

opendir

打开一个目录流。

  • pathname: 目录路径 (如: 当前目录为".")
  • return: 返回一个指向目录流的 DIR 指针。如果无法打开目录，则返回 NULL。
DIR opendir(const char* pathname);

readdir

从目录流中读取下一个目录项。readdir() 函数以一个目录流指针作为参数，并返回一个指向 dirent 结构体的指针。如果目录流中没有更多目录项，则返回 NULL。

dirent* readdir(DIR* dir);

使用reddir读取目录对象时其中有一个指针指向当前的读取位置,第一次读取时指向的是目录中的第一项,每读取一次指针就会向后偏移一次,下次读取时指向的位置就会向后移动

closedir

关闭一个目录流。closedir() 函数以一个目录流指针作为参数，并释放与该目录流关联的系统资源。

void closedir(DIR* dir);

rewinddir

将目录流中的指针重置到开头。rewinddir() 函数以一个目录流指针作为参数，并将目录流重置到其开头。

dirent* rewinddir(DIR* dir);

telldir

返回目录流的当前位置。telldir() 函数以一个目录流指针作为参数，并返回目录流的当前位置。

int telldir(DIR* dir);

seekdir

将目录流移动到指定位置。seekdir() 函数以一个目录流指针和一个位置作为参数，并将目录流移动到指定位置。

types

每一个已打开的文件都有一个读写位置, 当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头, 若是以附加的方式打开文件(如O_APPEND), 则读写位置会指向文件尾. 当read()或write()时, 读写位置会随之增加 lseek()便是用来控制该文件的读写位置.

lseek

移动文件描述符所描述文件的读写位置

  • fildes: 已打开的文件描述符
  • offset: 根据参数whence来移动读写位置的位移数.
  • whence: 要移动的方式,为以下三种: SEEK_SET: 文件头.0 SEEK_CUR: 当前的读写位置.1 SEEK_END: 文件尾. 2 当whence 值为SEEK_CUR 或SEEK_END 时, 参数offet 允许负值的出现.
  • return：当调用成功时则返回目前的读写位置, 也就是距离文件开头多少个字节. 若有错误则返回-1, 并将错误代码存放到errno中
off_t lseek(int fildes, off_t offset,int whence);

fseek

移动文件流的读写位置

  • stream: 已打开的文件指针
  • offset: 根据参数whence 来移动读写位置的位移数。和lseek一样
  • return：当调用成功时则返回0, 若有错误则返回-1, errno 会存放错误代码.
int fseek( FILE* stream,long offset,int whence);

例如:

fseek(fp,100L,SEEK_SET); //把 stream 指针移动到离文件开头 100 字节处；
fseek(fp,100L,SEEK_CUR); //把 stream 指针移动到离文件当前位置 100 字节处；
fseek(fp,-100L,SEEK_END); //把 stream 指针退回到离文件结尾 100 字节处。

fseek()不像lseek()会返回读写位置, 因此必须使用ftell()来取得目前读写的位置.

sendfile

sendfile()作用于数据拷贝在两个文件描述符之间的操作函数.这个拷贝操作是内核中操作的,所以称为"零拷贝".sendfile函数比起read和write函数高效得多,因为read和write是要把数据拷贝到用户应用层操作.

  • 传统的read/write方式进行socket的传输。：
  1. 调用read函数，文件数据copy到内核缓冲区
  2. read函数返回，文件数据从内核缓冲区copy到用户缓冲区
  3. write函数调用，将文件数据从用户缓冲区copy到内核与socket相关的缓冲区
  4. 数据从socket缓冲区copy到相关协议引擎。 在这个过程中发生了四次copy操作: 硬盘->内核->用户->socket缓冲区（内核）->协议引擎。
  • sendfile的工作原理
  1. 系统调用 sendfile() 通过 DMA 把硬盘数据拷贝到 kernel buffer，然后数据被 kernel 直接拷贝到另外一个与 socket 相关的 kernel buffer。这里没有 用户态和核心态 之间的切换，在内核中直接完成了从一个 buffer 到另一个 buffer 的拷贝。
  2. DMA 把数据从 kernel buffer 直接拷贝给协议栈，没有切换，也不需要数据从用户态和核心态，因为数据就在 kernel 里。
  • in_fd: 待读出内容的文件描述符
  • out_fd: 待写入内容的文件描述符。
  • offset: 指定从读入文件流的哪个位置开始读，如果为空，则使用读入文件流默认的起始位置。
  • count: 指定文件描述符in_fd和out_fd之间传输的字节数。
  • return: 如果成功的拷贝,返回写操作到out_fd的字节数,错误返回-1,并相应的设置error信息.
ssize_t senfile(int out_fd,int in_fd,off_t* offset,size_t count);

in_fd必须是支持类似mmap函数的文件描述符，即它必须指向真实的文件，不能是socket和管道. 而在Linux内核2.6.33以前，out_fd必须是一个socket fd；在2.6.33之后，out_fd可以是任意文件。如果out_fd是普通文件，sendfile()将适当地改变file的offset。

errorno含义
EAGAIN无阻塞I/O设置O_NONBLOCK时,写操作(write)阻塞了
EBADF输出或者输入的文件描述符没有打开
EFAULT错误的地址
EINVAL描述符不可用或者锁定了,或者用mmap()函数操作的in_fd不可用
EIO当读取(read)in_fd时发生未知错误
ENOMEM读(read)in_fd时内存不足

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