【Linux系统】从 C 语言文件操作到系统调用的核心原理

前言本文将围绕文件的基本概念展开，首先回顾c语言中常见的文件操作接口，随后逐步深入至linux系统调用层面，解析文件描述符、文件打开对象、进程与文件之间的关联等核心知识点。通过代码演示和原理剖析，帮助你理解linux基础io的运行机制，掌握操作系统如何管理文件资源，以及进程如何与文件进行交互。

lesson 15_基础IO一、共识原理 文件 = 内容 + 属性。 文件可以分为“已打开”和“未打开”两种状态。 已打开的文件由谁使用？答案是进程！——因此重点在于研究进程与文件的关系。 而未打开的文件则存放在磁盘上。我们最关心的问题是：在大量未打开文件中，如何高效地进行增删查改？这就要求文件必须有良好的存储结构以便快速定位。 文件要被访问，前提是它必须先被加载进内存！ 进程与打开文件之间是一对多的关系。 小结：操作系统内部存在大量的已打开文件！——那么OS是否需要管理这些文件呢？当然需要，而且管理方式遵循“先描述，后组织”的原则。也就是说，在内核中，每个被打开的文件都必须拥有一个对应的文件打开对象，其中包含该文件的各种属性信息。struct XXX{文件属性；struct XXX *next};

二、回顾C语言接口2.1 文件的打开操作fopen 函数用于打开文件，格式为

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制```javascript FILE fopen(const char path, const char *mode);

`path`: 文件路径或文件名。若仅提供文件名，操作系统将在当前工作目录（`cwd`）下查找该文件。
mode
: 打开文件的方式。常见模式包括：
w
: 如果文件已存在，则清空内容再写入；若不存在，则创建新文件。
a
: 以追加方式打开文件，数据会添加至文件末尾。当前路径 (cwd): 每个进程都有自己的当前工作目录，操作系统据此来查找文件。若未指定路径，
fopen
 会使用进程的当前路径。

2.2 文件读取与写入fwrite 用于向文件写入数据，其函数原型如下：

							

								
								

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代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制```javascript
size_t fwrite(const void ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE stream);
ptr
: 数据指针。
size
: 单个元素的大小。
nmemb
: 元素数量。
stream
: 文件流示例代码：

代码语言：javascript代码运行次数：0