本篇涉及文件的创建、打开、读和关闭。

文件为操作系统服务和设备提供了一个简单而一致的 接口 。“接口”指的是一种约定或标准，通过提供一个一致的接口，可以为上层隐藏底层硬件和服务的复杂性，上层无需关注它们的具体实现细节。
比如操作系统中的文件系统。文件可以存储在硬盘上，也可以存储在光盘上、磁带上。不同的硬件之间差别很大，文件系统也不相同。但是只需要抽象出 5 个基本的函数：open 、close 、read、write 和 ioctl，应用程序就可以不用理会文件用的是什么文件系统、存储在哪里，就可以完成文件的操作。这 5 个基本函数的定义就是接口。

在 Linux 中，一切(或几乎一切)都是文件。

操作系统的核心部分，即内核，是一组 设备驱动程序 。它们是一组对系统硬件进行控制的底层 接口。

为了向用户提供一个一致的接口，设备驱动程序封装了所有与硬件相关的特性。硬件的特有功能通常可通过 ioctl (用于 I/O 控制) 系统调用来提供。

低层次文件访问

使用 系统调用 函数访问文件，属于低层次文件访问方式。

write 函数

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{char *test_str = "Here is some data\n";write(1, test_str, strlen(test_str));exit(0);
}

• 头文件 unistd.h 包含了许多与 POSIX 操作系统 API 相关的定义和函数原型，例如 write 函数。
• 头文件 stdlib.h 包含 exit 函数
• 头文件 string.h 包含处理字符串的函数原型，例如 strlen 。
• write 函数是系统调用，原型为 size_t write (int __fd, const void *__buf, size_t __n)，在本例中，将 test_str 中的内容写入到文件描述符 1 所代表的设备上(标准输入)。
  write 函数返回写入的字节数，出错返回 -1。
• 调用 exit 函数来结束程序。这里的参数0表示程序正常退出。

read 函数

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>int main(int argc, char *argv[])
{char error_read_message[] = "Error writing to stdout\n";char buffer[8];int nread;nread = read(0, buffer, 8);if(nread == -1)write(2, error_read_message, strlen(error_read_message));write(1, buffer, nread);exit(0);
}

• 调用 read 函数从文件描述符 0（即标准输入）读取最多 8 个字节的数据到 buffer 中，并将读取的字节数存储在 nread 中。注意它返回实际读入的字节数，这可能会小于 8 。
• 读取最多 8 个字节数据，这表示多于 8 个字符时，只会取前 8 个字符，不会导致溢出。
• 在 shell 中运行这个程序，read 函数从标志输入中读取数据，shell 将标准输入映射到键盘上。当按下回车键时，shell 将输入的内容发送给程序。注意输入的数据包含换行符。