《嵌入式操作系统》第7章 嵌入式Linux下的文件操作-教学课件（非AI生成）.ppt

*本章前面所述的文件I/O读写都是基于文件描述符的。这些都是基本的I/O控制，是不带缓存的。而本节所要讨论的I/O操作都是基于流缓冲的，它是符合ANSIC的标准I/O处理。标准IO库处理了很多的细节，如缓存分配、以优化长度执行I/O等等。这里有很多函数读者已经非常熟悉了（如printf、scanf函数等），因此本节中仅简要介绍最主要的函数。?全缓冲。在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。对驻留在磁盘上的文件的访问通常是由标准I/O库实施全缓冲的。?行缓冲。在这种情况下，当在输入和输出中遇到新行符时，标准I/O库执行I/O操作，这允许我们一次输出一个字符（如fputc函数），但只有写了一行之后才进行实际I/O操作。当流涉及一个终端时（例如标准输入和标准输出），典型地使用行缓冲。?不带缓冲。标准I/O库不对字符进行缓冲。如果用标准I/O函数写若干字符到不带缓冲的流中，则相当于用write系统调用将这些字符写到打开的文件上。标准出错况stderr通常是不带缓存的，这就使得出错信息可以尽快显示出来。?1：不带缓存，不是直接对磁盘文件进行读取操作,像read()和write()函数，它们都属于系统调用，只不过在用户层没有缓存，所以叫做无缓存IO,但对于内核来说，还是进行了缓存，只是用户层看不到罢了。2：带不带缓存是相对来说的，如果你要写入数据到文件上时（就是写入磁盘上），内核先将数据写入到内核中所设的缓冲储存器，假如这个缓冲储存器的长度是100个字节，你调用系统函：ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tcount);写操作时，设每次写入长度count=10个字节，那么你几要调用10次这个函数才能把这个缓冲区写满，此时数据还是在缓冲区，并没有写入到磁盘，缓冲区满时才进行实际上的IO操作，把数据写入到磁盘上，所以上面说的“不带缓存不是就没有缓存直写进磁盘”就是这个意思。首先，先稍微了解系统调用的概念：

???????系统调用，英文名systemcall，每个操作系统都在内核里有一些内建的函数库，这些函数可以用来完成一些系统系统调用把应用程序的请求传给内核，调用相应的的内核函数完成所需的处理，将处理结果返回给应用程序，如果没有系统调用和内核函数，用户将不能编写大型应用程序，及别的功能，这些函数集合起来就叫做程序接口或应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface，API)，我们要在这个系统上编写各种应用程序，就是通过这个API接口来调用系统内核里面的函数。如果没有系统调用，那么应用程序就失去内核的支持。

?????现在，再聊不带缓存的I/O操作：

?????linix对IO文件的操作分为不带缓存的IO操作和标准IO操作（即带缓存），刚开始，要明确以下几点：

?????1：不带缓存，不是直接对磁盘文件进行读取操作,像read()和write()函数，它们都属于系统调用，只不过在用户层没有缓存，所以叫做无缓存IO,但对于内核来说，还是进行了缓存，只是用户层看不到罢了。如果这一点看不懂，请看第二点；

????2：带不带缓存是相对来说的，如果你要写入数据到文件上时（就是写入磁盘上），内核先将数据写入到内核中所设的缓冲储存器，假如这个缓冲储存器的长度是100个字节，你调用系统函：ssize_twrite(intfd,constvoid*buf,size_tcount);写操作时，设每次写入长度count=10个字节，那么你几要调用10次这个函数才能把这个缓冲区写满，此时数据还是在缓冲区，并没有写入到磁盘，缓冲区满时才进行实际上的IO操作，把数据写入到磁盘上，所以上面说的“不带缓存不是就没有缓存直写进磁盘”就是这个意思。?????那么，既然不带缓存的操作实际在内核是有缓存器的，那带缓存的IO操作又是怎么回事呢？??????带缓存IO也叫标准IO，符合ANSIC的标准IO处理，不依赖系统内核，所以移植性强，我们使用标准IO操作很多时候是为了减少对read()和write()的系统调用次数，带缓存IO其实就是在用户层再建立一个缓存区，这个缓存区的分配和优化长度等细节都是标准IO库代你处理好了，不用去操心，还是用上面那个例子说明这个操作过程：?????上面说要写数据到文件上，内核缓存（注意这个不是用户层缓存区）区长度是100字节，我们调用不带缓存的IO函数write()就要调用10次，这样系统效率低，现在我们在用户层建立另一个缓存区（用户层缓存区或者叫流缓存），假设流缓存的长度是50字节，我们用标准C库函数的fwrite()将数据写入到这个流缓存区里面，流缓存区满50字节后在进入内核缓