一.Linux下通過系統調用對普通文本檔案進行I/O操作步驟:
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- 調用open()獲得一個檔案描述符
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- 利用獲得的檔案描述符作為read() 和write()的一個參數,進行I/O操作。
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- 使用close()釋放檔案描述符及其相關資源。
檔案描述符:一個非負整數(無符号整數),用于引用在核心中打開的檔案。打開或建立一個檔案時,核心傳回一個檔案描述符。讀寫一個檔案時利用open、creat函數傳回的檔案描述符辨別該檔案,作為參數傳給read或write函數。
函數簡介:open()、read()、write()、close()
1. open()
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *path, int oflag, ...)
1.1 return: 傳回檔案描述符,若發生錯誤傳回-1.
1.2 path: 要打開的檔案路徑.
1.3 oflag: 位掩碼,用于指定檔案通路模式,用下列一個或多個常數進行或運算構成oflag參數(這些常數定義在
以上三個常數應當隻制定一個,下列常數則是可選的:
-
O_EXCL 如果同時指定了O _ C R E AT,而檔案已經存在,則出錯。這可測試一個檔案是
否存在,如果不存在則建立此檔案成為一個原子操作。
- O_TRUNC 如果此檔案存在,而且為隻讀或隻寫成功打開,則将其長度截短為 0。
- O_NOCTTY 如果p a t h n a m e指的是終端裝置,則不将此裝置配置設定作為此程序的控制終端。
-
O_NONBLOCK 如果p a t h n a m e指的是一個F I F O、一個塊特殊檔案或一個字元特殊檔案,
則此選擇項為此檔案的本次打開操作和後續的 I / O操作設定非阻塞方式。
- O_SYNC 使每次w r i t e都等到實體I / O操作完成。
2. read()
讀取檔案描述符指代的檔案中的資料。
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);
2.1 return:傳回實際讀取的位元組數,如果讀到檔案末尾(遇到檔案結束符EOF)則會傳回0.如果出現錯誤則傳回-1.
2.2 filedes: 要打開檔案的檔案描述符.
2.3 *buf: 緩沖區(自己手動定義,因為linux系統調用不會配置設定記憶體緩沖區用來傳回資訊給調用者。是以需要先自己配置設定緩沖區,病将緩沖區指針傳遞給系統調用 。緩沖區大小自己設定,一般設為1024)
3. write()
将資料寫入一個已打開(檔案描述符指代)的檔案中。
#include <unistd.h>s
ssize_t write(int fildes, const void *buf, size_t nbyte);
3.1 return: 傳回實際寫入的位元組數。
3.2 fildes:要寫入檔案的檔案描述符
3.3 buf: 要寫入檔案中資料的記憶體位址。
4. close()
關閉一個已打開的檔案
#include <unistd.h>
int close(int fildes);
4.1 return:關閉檔案失敗時傳回-1。
4.2 fildes: 要關閉檔案的檔案描述符。
5. 檔案空洞: 所有已打開的檔案,核心中都有一個檔案偏移量用以制定下次讀或寫操作的起始位置。讀、寫操作隐式修改檔案偏移量。使用lseek()函數可以顯示修改檔案偏移量。在檔案結尾之後的某一個位置寫書資料将導緻檔案空洞,從檔案空洞處讀取檔案将傳回全0位元組。
二. copy指令的簡單實作:
1. copy.c
#include <sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include "tlpi_hdr.h"
#ifndef BUF_SIZE
#define BUF_SIZE 1024
#endif
int main(int argc, char *argv[])
{
int inputFd, outputFd, openFlags;
mode_t filePerms;
ssize_t numRead;
char buf[BUF_SIZE];
if(argc != || strcmp(argv[], "--hlep")==)
usageErr("%s old-flie new-file\n",argv[]);
inputFd = open(argv[], O_RDONLY);
if(inputFd== -)
errExit("opening file %s", argv[]);
printf("fd %d",inputFd);
openFlags = O_CREAT | O_WRONLY |O_TRUNC;
filePerms =S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP |S_IROTH |S_IWOTH;
outputFd = open(argv[],openFlags, filePerms);
if(outputFd == -)
errExit("opening file %s",argv[]);
/* 開始讀取并将資料寫入到要複制到的檔案中*/
while((numRead =read(inputFd, buf, BUF_SIZE))>)
if(write(outputFd,buf,numRead) != numRead)
fatal("couldn't write whole buffer");
if(numRead== -)
errExit("read");
if(close(inputFd) == -)
errExit("close input");
if(close(outputFd) == -)
errExit("close output");
exit(EXIT_SUCCESS);
}
2. tlpi_hdr.h
#ifndef TLPI_HDR_H
#define TLPI_HDR_H /*防止包含2次"*/
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> /*常用系統調用原型*/
#include <errno.h> /*聲明錯誤代碼 ,定義錯誤常量*/
#include <string.h> /*常用字元串處理函數*/
#include "get_num.h" /*聲明我們數字參數處理函數*/
#include "error_functions.h" /*聲明我們的錯誤處理函數*/
typedef enum {FALSE,TRUE} Boolean;
#endif
3. get_num.h
#ifndef TLPI_HDR_H
#define TLPI_HDR_H /*防止包含2次"*/
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h> /*常用系統調用原型*/
#include <errno.h> /*聲明錯誤代碼 ,定義錯誤常量*/
#include <string.h> /*常用字元串處理函數*/
#include "get_num.h" /*聲明我們數字參數處理函數*/
#include "error_functions.h" /*聲明我們的錯誤處理函數*/
typedef enum {FALSE,TRUE} Boolean;
#endif
4. get_num.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <errno.h>
#include "get_num.h"
static void gnFail(const char *fname, const char *msg, const char *arg, const char *name)
{
fprintf(stderr, "%s error", fname);
if(name !=NULL)
fprintf(stderr, " (in %s)", name);
fprintf(stderr, ": %s\n", msg);
if (arg !=NULL && *arg != '\0')
fprintf(stderr, " offending text: %s\n",arg);
exit(EXIT_FAILURE);
}
static long getNum(const char *fname, const char *arg,int flags,const char *name)
{
long res;
char *endptr;
int base;
if (arg == NULL || *arg == '\0')
gnFail(fname, "null or empty string", arg, name);
base=(flags & GN_ANY_BASE) ? : (flags & GNBASE_8 ? :(flags & GN_BASE_16) ? : );
errno = ;
res = strtol(arg, &endptr, base);
if(errno != '\0')
gnFail(fname, "strtol() failed", arg, name);
if ((flags & GN_NONNEG) && res < )
gnFail(fname, "negative value not allowed",arg, name);
if((flags & GN_GT_0)&& res <= )
gnFail(fname, "value must be > 0", arg, name);
return res;
}
long getLong(const char *arg, int flags, const char *name)
{
return getNum("getLong", arg, flags, name);
}
int getInt(const char *arg, int flags, const char *name)
{
long res;
res = getNum("getIn", arg, flags, name);
if(res > INT_MAX || res <INT_MIN)
gnFail("getInt", "integer out of range", arg, name);
return (int)res;
}
5. error_functions.h
#ifndef ERROR_FUNCTIONS_H
#define ERROR_FUNCTIONS_H
void errMsg(const char *format, ...);
#ifdef _GNUC
#define NORETURN _attribute_ ((_noreturn_))
#else
#define NORETURN
#endif
void errExit(const char *format, ...) NORETURN;
void err_exit(const char *format, ...) NORETURN;
void errExitEN(int errnum, const char *format, ...) NORETURN;
void fatal(const char *format, ...) NORETURN;
void usageErr(const char *format, ...) NORETURN;
void cmdLineErr(const char *format, ...) NORETURN;
#endif
6. error_function.c
#include <stdarg.h>
#include "error_functions.h"
#include "tlpi_hdr.h"
#include "ename.c.inc"
#ifdef _GNUC_
_attribute_ ((_noreturn_))
#endif
static void terminate(Boolean useExit3)
{
char *s;
s=getenv("EF_DUMPCORE"); //擷取環境變量
if(s!=NULL && *s!= '\0')
abort();
else if (useExit3)
exit(EXIT_FAILURE);
else
_exit(EXIT_FAILURE);
}
static void outputError(Boolean userErr, int err, Boolean flushStdout, const char *format,va_list ap)
{
#define BUF_SIZE 500
char buf[BUF_SIZE], userMsg[BUF_SIZE], errText[BUF_SIZE];
vsnprintf(userMsg, BUF_SIZE,format, ap);
if(userErr)
snprintf(errText, BUF_SIZE," [%s,%s]",(err> && err<=MAX_ENAME)?ename[err]:"?UNKOWN?",strerror(err));
else
snprintf(errText,BUF_SIZE,":");
snprintf(buf,BUF_SIZE,"ERROR%S %S\n",errText,userMsg);
if(flushStdout)
fflush(stdout);
fputs(buf,stderr);
}
void errMsg(const char *format, ...)
{
va_list argList;
int savedErrno;
savedErrno = errno;
va_start(argList,format);
outputError(TRUE,errno,TRUE,format,argList);
va_end(argList);
terminate(TRUE);
}
void errExit(const char *format, ...)
{
va_list argList;
va_start(argList, format);
outputError(TRUE, errno, TRUE, format, argList);
va_end(argList);
terminate(TRUE);
}
void err_exit(const char *format, ...)
{
va_list argList;
va_start(argList, format);
outputError(TRUE, errno, FALSE, format, argList);
va_end(argList);
terminate(FALSE);
}
void errExitEN(int errnum, const char *format, ...)
{
va_list argList;
va_start(argList, format);
outputError(TRUE, errnum,TRUE, format, argList);
va_end(argList);
terminate(TRUE);
}
void fatal(const char *format, ...)
{
va_list argList;
va_start(argList, format);
outputError(FALSE, , TRUE,format, argList);
va_end(argList);
terminate(TRUE);
}
void usageErr(const char *format, ...)
{
va_list argList;
fflush(stdout);
fprintf(stderr,"Usage: ");
va_start(argList, format);
vfprintf(stderr, format, argList);
va_end(argList);
fflush(stderr);
exit(EXIT_FAILURE);
}
void cmdLineErr(const char *format, ...)
{
va_list argList;
fflush(stdout);
fprintf(stderr, "Command-line usage error:");
va_start(argList, format);
vfprintf(stderr, format, argList);
va_end(argList);
fflush(stderr);
exit(EXIT_FAILURE);
}
7. ename.c.inc
static char *ename[] = {
/* 0 */ "",
/* 1 */ "EPERM", "ENOENT", "ESRCH", "EIO", "EXIO", "E2BIG",
/* 8 */ "ENOEXEC", "EBADF", "ECHILD", "EAGAIN/EWOULDBLOCK", "ENOMEM",
/* 13 */ "EACCES", "EFAULT", "ENOTBLK", "EBUSY", "EEXIST", "EXDEV",
/* 19 */ "ENODEV", "ENOTDIR", "EISDIR", "EINVAL", "ENFILE", "EMFILE",
/* 25 */ "ENOTTY", "ETXTBSY", "EFBIG", "ENOSPC", "ESPIPE", "EROFS",
/* 31 */ "EMLINK", "EPIPE", "EDOM", "ERANGE", "EDEADLK/EDEADLOCK",
/* 36 */ "ENMAETOOLONG", "ENOLCK", "ENOSYS", "ENOTEMPTY", "ELPP", "",
/* 42 */ "ENOMSG", "EIDRM", "ECHRNG", "EL2NSYNC", "EL3HLT", "EL3RST",
/* 48 */ "ELNRNG", "EUNATCH", "ENOCSI", "EL2HLT", "EBADE", "EBADR",
/* 54 */ "EXFULL", "ENOANO", "EBADRO", "EBADSLT", "", "EBFONT", "ENOSTR",
/* 61 */ "ENODATA", "ETIME", "ENOSR", "ENONET", "ENOPKG", "EREMOTE",
/* 67 */ "ENOLINK", "EADV", "ESRMNT", "ECOMM", "EPROTO", "EMULITIHOP",
/* 73 */ "EDOTDOT", "EBADMSG", "EOVERFLOW", "ENOTUNIQ", "EBADFD",
/* 78 */ "EREMCHG", "ELIBACC", "ELIBBAD", "ELIBSCN", "ELIBMAX",
/* 83 */ "ELIBEXECC", "EILSEQ", "ERESTART", "ESTRPIPe", "EUSERS",
/* 88 */ "ENOTSOCK", "EDESTADDRREQ", "EMSGSIZE", "EPROTOTYPE",
/* 92 */ "ENOPROTOOPT", "EPROTONOSUPPORT", "ESOCKTNOSUPPORT",
/* 95 */ "EOPNOTSUPP/ENOTSUP", "EPFNOSUPPORT", "EAFNOSUPPORT",
/* 98 */ "EADDRINUSE", "EADDRNOTAVAIL", "ENETDOWN", "ENETUNREACH",
/* 102 */ "ENETRESET", "ECONNABORTED", "ECONNRESET", "ENOBUFS", "EISCONN",
/* 107 */ "ENOTCONN", "ESHUTDOWN", "ETOOMANYREFS", "ETIMEDOUT",
/* 111 */ "ECONNREFUSED", "EHOSTDOWN", "EHOSTUNREACH", "EALREADY",
/* 115 */ "EINPROGRESS", "ESTALE", "EUCLEAN", "ENOTNAM", "ENAVAIL",
/* 120 */ "EISNAM", "EREMOTEIO", "EDQUOT", "ENOMEDIUM", "EMEDIUMTYPE",
/* 125 */ "ECANCELED", "ENOKEY", "EKEYEXPIRED", "EKEYREVOKED",
/* 129 */ "EKEYREJECTED", "EOWNERDEAD", "ENOTRECOVERABLE", "ERFKILL"
};
#define MAX_ENAME 132