LINUX系統程式設計 第二版

第二章

檔案 I/O

本章及後續三章將會探討檔案。因為 Unix 系統上的一切皆以檔案呈現，所以本書將以

這幾章的內容來探討 Unix 系統的關鍵議題。本章將說明檔案 I/O（輸出入）的基礎知

識，它詳述了與檔案互動時所使用之最簡單及最常見的系統呼叫。第 3 章將說明標準 C

程式庫所提供的標準 I/O 功能，並於第 4 章說明更進階和特別的 I/O 介面。最後以第 8

章所介紹的檔案和目錄操作，為 I/O 的探討劃下完美的句點。

檔案必須先被開啟，才可以對它進行讀取或寫入的操作。核心會替每個行程維護一份已

開啟檔案的清單，稱為

檔案表

（

file table

）。此表係經由非負整數進行索引，此非負整數

稱為

檔案描述器

（

file descriptor

，常簡寫為

fd

）。此表中每個項目內含與已開啟檔案相

關的資訊，包括一個指標（指向檔案之 inode 於記憶體中的副本）以及相關的中介資料

（例如檔案位置與存取模式）。用戶空間與核心空間都會把「檔案描述器」當成獨一無

二的「每行程識別符」（per-process cookies）

1

：開啟一個檔案便會傳回一個「檔案描述

器」，而隨後的操作（讀取、寫入…等等）則會以「檔案描述器」做為主要的引數。

「檔案描述器」會被表示成 C 語言的

int

資料型別。而不使用以往 Unix 所使用的特殊

資料型別。每個 Linux 行程所能開啟的檔案數目都具有上限值。「檔案描述器」從 0 開

始起算，可以一直成長到比上限值少 1 的數目。預定狀況下，上限值為 1,024，但是最

高可設定到 1,048,576 ...