C语言KR圣经笔记 8.3 open,creat,close,unlink 8.4随机访问-lseek

2024-02-23 14:28

本文主要是介绍C语言KR圣经笔记 8.3 open,creat,close,unlink 8.4随机访问-lseek,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

8.3 open, creat, close, unlink

除了标准输入、标准输出和标准错误之外,如果你要读写文件,就必须显式地打开它们。有两个系统调用做这件事,open 和 creat(末尾就是没有 e 的)。

open 非常像第七章讨论的 fopen,区别在于 open 不返回文件指针,而是返回文件描述符,后者仅仅是个 int 。如果发生任何错误,则 open 返回 -1。

#include <fcntl.h>int fd;
int open(char *name, int flags, int perms);fd = open(name, flags, perms);

与 fopen 一样,name 参数是包含文件名的字符串。第二个 int 参数 flags 是用来指定如何打开文件的;主要的值有

O_RDONLY     只读
O_WRONLY    只写
O_RDWR        读写

在 System V UNIX 系统上,这些常量定义在 <fcntl.h> 中,而在伯克利(BSD)版本的系统上,它们定义在 <sys/file.h> 中。

若为了读取而打开已存在的文件,要写成

fd = open(name, O_RDONLY, 0);

接下来在介绍 open 的使用时,我们总是把参数 perms 的值设为 0。

试图 open 一个不存在的文件是错误的。creat 系统调用被用于创建新文件,或者重写旧文件。

int creat(char *name, int perms);fd = creat(name, perms);

如果能够创建文件,则 creat 返回一个文件描述符,否则返回 -1。如果文件已存在,则 creat 将其大小截断成 0,这样就丢弃了文件之前的内容;creat 已存在的文件不是错误。

如果文件不存在,则 creat 使用 perms 参数所指定的权限来创建文件。在 UNIX 系统中,有 9 个比特位的权限信息与文件关联,分别控制文件属主,属主所在的用户组,以及其他用户的读,写和执行。因此,可以很容易用一个三位的八进制数来指定权限。例如,0755指定属主有读、写和执行权限,用户组和其他用户有读和执行权限。

这里以 UNIX 系统中用于拷贝文件的 cp 程序的一个简单版本为例。我们这个版本的 cp 只能拷贝一个文件,也不允许第二个参数为目录,还写死了文件权限,没有从原文件拷贝过来。

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include "syscalls.h"
#define PERMS 0666    /* 属主,组和其他人都允许读和写 */void error(char *, ...);/* cp: 把 f1 拷贝到 f2 */
main(int argc, char *argv[])
{int f1, f2, n;char buf[BUFSIZE];if (argc != 3)error("Usage: cp from to");if ((f1 = open(argv[1], O_RDONLY,0))  == -1)error("cp: can't open %s", argv[1]);if ((f2 = creat(argv[2], PERMS)) == -1)error("cp: can't create %s, mode %03o", argv[2], PERMS);while ((n = read(f1, buf, BUFSIZ)) > 0)if (write(f2, buf, n) != n)error("cp: write error on file %s", argv[2]);return 0;
}

这个程序使用固定权限 0666 来创建输出的文件。使用后面 8.6 节所述的 stat 系统调用,我们可以确定已存在文件的权限,并将同样的权限赋给要拷贝的文件。

注意 error 函数调用方式很像 printf,也有一个可变参数列表。下面 error 的实现代码说明了如何使用 printf 家族的另一个成员。标准库函数 vprintf 与 printf 类似,区别在于可变参数列表被换成了单个参数,且这个参数已经使用 va_start 宏初始化过了。类似的,vfprintf 和 vsprintf 对应 fprintf 和 sprintf。

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>/* error:打印错误信息并结束程序 */
void error(char *fmt, ...)
{va_list args;va_start(args, fmt);fprintf(stderr, "error: ");vfprintf(stderr, fmt, args);fprintf(stderr, "\n");va_end(args);exit(1);
}

一个程序能够同时打开的文件数量会有限制(通常大概是20)。因此,任何想要处理很多文件的程序必须准备好重用文件描述符。函数 close(int fd) 将文件描述符与一个打开文件之间的关联断开,并释放文件描述符以供其他文件使用;它对应标准库中的 fclose,区别在于不进行缓冲刷新。通过 exit 退出程序,或者从 main 程序退出,会关闭所有已打开的文件。

函数 unlink(char *name) 从文件系统中删除文件 name。它对应标准库函数 remove。

练习8-1、重写第七章的 cat 程序,使用 read、write、open 和 close,而不是它们对应的标准库函数。做试验来确定这两个版本的相对执行速度。

8.4 随机访问-lseek


输入和输出通常是按顺序的:每次 read 和 write 都正好发生在上一次读写的文件位置之后。不过若有需要,文件可以按任意顺序来读写。系统调用 lseek 提供了一种在文件中移动,但不读取或写入任何数据的方式:

long lseek(int fd, long offset, int origin);

lseek 把文件描述符为 fd 的文件的当前位置设为由 origin 所指定的 offset 偏移位置。后续的读写会从该位置开始。origin 可以是 0、1、2,分别表示 offset 偏移量从文件开头,或从当前位置,或从文件末尾计算。例如,要从文件末尾添加(UNIX shell 中的 >> 重定向,或者 fopen 的 "a"),则在写文件之前要移到文件末尾:

lseek(fd, 0L, 2);

要回到文件开头(“倒回”):

lseek(fd, 0L, 0);

注意参数 0L;如果 lseek 正确声明的话,也能写成 (long) 0 或 仅一个 0。

有了 lseek,就可能把文件当作一个大数组来对待,代价是访问较慢。例如,下面的函数从文件
的任意位置读取任意数量的字节。它返回读到的数量,若出错则返回 -1。

#include "syscalls.h"/* get:从pos位置读取n个字节 */
int get(int fd, long pos, char *buf, int n)
{if (lseek(fd, pos, 0) >= 0)    /* 移动到pos位置 */return read(fd, buf, n);elsereturn -1;
}

lseek 的返回值是一个 long,给出了文件的新位置,若出错则返回 -1。标准库函数 fseek 与 lseek 类似 ,区别在于它的第一个参数是 FILE *,且在出错时返回非0。


 

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