linux应用开发—---设备访问
linux系统的最大特点："一切皆是文件"，linux设备也不例外所以linux设备访问就会转换为文件的访问，
关于文件的访问，在C语言中有标准IO(文件流)的访问方式，但针对设备文件访问我们是要利用系统IO接口来访问的。
1. 相关概念：
文件：存储在外存储器上的数据集合
文件描述符：linux系统中唯一标识一个文件的；
本质：非负整数；
获取方式：打开文件；
2. 系统IO用于文件访问的流程步骤：
·打开文件,获取文件描述符；
·读，写 文件；
·关闭文件回收文件描述符；
3. 常用的系统IO函数：
1. access函数：是用于确认文件是否存在，当前用户访问权限的文件属性是什么
```c#
access
头文件： #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型： int access(const char* filepath, int mode);
函数功能： 用于确认文件是否存在，当前用户访问权限文件属性
函数参数： filepath： 目标文件路径
mode ： 操作方式：取值如下：
F_OK 确认文件/目录是否存在
R_OK 确认当前用户是否具有读权限
W_OK 确认当前用户是否具有写权限
X_OK 确认当前用户是否具有执行权限
函数返回值：
返回 0： 确认的属性是满足的
返回 -1： 确认的属性是不满足的
错误码会存放在errno里
```
2. open函数：打开或者创建一个文件
```c#
open
头文件: #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型: int open(const char* filepath, int flages);
int open(const char* filepath, int flages, mode_t mode);
函数功能： 打开或者创建文件
函数参数: filepath： 目标文件路径
flages ：文件打开方式：取值如下：
必选项：
O_RDONLY 只读方式
O_WRONLY 只写方式
O_RDWR 读写方式
附加选项(常用)：
O_CREAT: 创建标志
O_APPEND: 追加标志(往往与写操作连用)
O_TRUNC: 覆盖标志(往往与写操作连用)
...
函数返回值：
成功 返回 文件描述符
失败 返回 -1： 错误码会存放在errno里
```
3. read函数：读取文件的内容到内存缓冲区中
```c#
read
头文件： #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型： ssize_t read(int fd,void* buf,size_t count);
函数功能： 读取文件内容到内存缓冲区buf中
函数参数: fd： 目标文件描述符
buf： 已申请的内存空间首地址，用于存储读取到的文件内容：
count：期望读取的字节数
函数返回值：
成功： 返回实际读取的字节数，
0 代表读取到文件末尾
失败： 返回 -1，错误码会存放在errno里
```
4. write函数：写入内存缓冲区中已有的数据到文件描述符所代表的文件中
```c#
write
头文件： #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型： ssize_t write(int fd,const void* buf,size_t count);
函数功能： 写入内存缓冲区buf中的数据到fd代表的文件中
函数参数： fd： 目标文件描述符
buf： 已申请的内存空间首地址，用于存储写入到文件中的数据内容：
count：写入的字节数
函数返回值：
成功： 返回实际写入的字节数，
失败 返回 -1： 错误码会存放在errno里
```
5. close函数：关闭前面用open函数打开的文件，并释放文件描述符
```c#
close
头文件： #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型： int close(int fd);
函数功能： 关闭文件，释放文件描述符
函数参数： fd： 待关闭的目标文件描述符
函数返回值：
成功： 返回 0，
失败 返回 -1： 错误码会存放在errno里
```
6. lseek函数：移动文件位置指针，用于对文件进行随机读写（经常取SEEK_END参数所获取的返回值来确定文件大小）
```c#
lseek
头文件： #include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
函数原型： off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence)
函数功能： 移动文件位置指针，用于对文件进行随机读写
函数参数： fd： 要操作的文件描述符；
offset：相对于whence 的偏移量：
whence：移动方式，可取以下值：
SEEK_SET: 文件头部
SEEK_CUR: 当前位置
SEEK_END: 文件末尾
函数返回值： 成功：返回文件位置指针想对于文件开头的偏移量，
失败 返回 -1： 错误码会存放在errno里
```
7. mmap/munmap函数：映射/解除映射 文件存储空间到进程的虚拟地址空间
```c#
mmap / munmap
文件内存映射: Linux系统允许将文件/设备存储空间映射到进程的地址空间，一旦映射建立成功，
进程对映射后的地址空间的操作，系统会反映到具体的文件/设备。
这样可以避免频繁的系统IO调用引起效率下降的问题。
头文件： #include <sys/mman.h>
函数原型： void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
函数功能： 映射/解除映射 文件存储空间到进程的虚拟地址空间
函数参数： addr: 映射的地址空间首地址，NULL 表示让系统决定；
length: 映射的空间大小
prot: 映射的地址空间访问方式，必须和文件打开方式匹配
常见取值: PROT_READ
PROT_WRITE
PROT_NONE
flags: 映射的地址空间的访问标记,常见取如下:
MAP_SHARED 对映射区域的数据写入会复制回文件内，而且允许其他映射该文件的进程共享
MAP_PRIVATE 对映射区域的写入不会写回原来的文件内容
fd: 需映射的文件描述符
offset: 文件映射的偏移量，通常设置为0，代表从文件最前方开始对应，
offset必须是分页大小(4096)的整数倍
函数返回值： 成功: munmap返回 0 mmap返回实际映射的地址
出错: mmap返回 MAP_FAILED，并将错误码存入 errno 中
```
8. ioctl函数：对设备的输入输出及特性参数进行控制
```c#
ioctl
ioctl: ioctl 是设备驱动程序中设备控制接口函数。常用于对于设备的一些特性/参数进行控制,
ioctl控制功能取决于跟设备有关的请求码。
头文件： #include <sys/ioctl.h>
函数原型： int ioctl(int fd, int request, ...);
函数功能： 对设备的输入输出及特性参数进行控制
函数参数： fd： 要操作的设备文件描述符；
request：与设备相关的请求码(请求命令)：
...：可变参数，往往取决于request
函数返回值： 成功： 部分请求结果会以返回值返回 ，大部分返回0，
失败 返回 -1： 错误码会存放在errno里
```
