第三章 文件i/o
3.1引言
- 不帶緩沖的io（unix系統(tǒng)在內(nèi)核中設(shè)有緩沖區(qū)，這個不帶緩沖意思是用戶不自己緩沖）
- 每個read和write都調(diào)用內(nèi)核中的一個系統(tǒng)調(diào)用
3.2 文件描述符
- 對于內(nèi)核而言盯桦，所有打開的文件都通過文件描述符引用，是一個非負(fù)整數(shù)肥卡。打開或創(chuàng)建一個文件的時候事镣，內(nèi)核返回一個文件描述符揪胃。
- UNIx系統(tǒng)shell把文件描述符0與進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入關(guān)聯(lián)氛琢，文件描述符1與標(biāo)準(zhǔn)輸出關(guān)聯(lián)，文件描述符與標(biāo)準(zhǔn)錯誤關(guān)聯(lián)阳似。
3.3函數(shù)open和openat
- 調(diào)用這個兩個函數(shù)可以打開一個文件
#include <fcntl.h>
int open(const char *path, int oflag,.../ *mode_t mode */) ;
int openat(int fd, const char *path, int oflag,.../ *mode_t mode */) ;
// 成功返回文件描述符，失敗返回-1
//path表示文件路勁
-
oflag參數(shù)可以使用下面的常量進(jìn)行或運算構(gòu)成oflag參數(shù)
- O_RDONLY //只讀打開 0
- O_WRONLY //只寫打開 1
- O_RDWR //讀寫打開 2
- O_EXEC //只執(zhí)行打開
- O_SEARCH //只搜索打開
- O_APPEND //寫時追加
- O_CLOEXEC //把FD_CLOEXEC 常量設(shè)置為文件描述符的標(biāo)志
- O_CREAT //若此文件不存在則創(chuàng)建它
- O_DIRECTORY //如果path引用的不是目錄俏讹，則出錯
- O_EXCL //如果同時制定了O_CREAT畜吊，而文件已經(jīng)存在，則出錯殉疼，可以用此測試文件是否存在
- O_NOCTTY //如果path引用的時終端設(shè)備捌年，則不將該設(shè)備分配作為此進(jìn)程的控制終端
- O_NOFOLLOW //如果path引用的時一個符號鏈接，則出錯
- O_NONBLOCK //如果path引用的是一個FIFO礼预，塊設(shè)備或字符文件，則設(shè)置為非阻塞i/o
- O_SYNC //每次write都等待物理i/o操作完成
- O_TRUNC //如果文件存在荠藤，而且為制度或讀寫成功打開获高，則將其長度截斷為0
- O_TTY_INIT //如果打開一個還未打開的終端設(shè)備，設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)termios的參數(shù)值念秧，使其符合sus
- O_DSYNC //使每次write都要等待物理i/o操作完成
- O_RSYNC // 使每一個以文件描述符作為參數(shù)進(jìn)行的read操作等待，直至所有對文件同一部分掛起的寫操作完成
由open和openat返回的文件描述符一定是最小的未用文件描述符數(shù)值币狠。
-
fd參數(shù)把open和openat參數(shù)區(qū)分開砾层，共有三種可能性
- path時絕對路徑名，這種情況忽略fd參數(shù)肛炮，openat相當(dāng)于openat
- path參數(shù)指定的時相對路徑名宝踪，fd參數(shù)指出相對路勁名的開始地址碍扔，fd參數(shù)是通過打開相對路徑名所在的目錄來獲取的
- path參數(shù)制定了相對路徑名，fd參數(shù)具有特殊值A(chǔ)T_FDCWD厉膀，這種情況下二拐，路徑名在當(dāng)前工作目錄中獲取，openat函數(shù)在操作上與open函數(shù)一致
-
openat()是在新增的一類函數(shù)之一希望解決兩個問題：
- 讓線程可以使用相對路徑名打開目錄中的文件卓鹿，而不再只能打開當(dāng)前工作目錄
- 可以避免time-of-check-to-time-of-use（TOCTTOU） 錯誤
-
文件名和路徑名截斷
- 如何找到一個系統(tǒng)的NAME_MAX
- 使用sysconf函數(shù)和pathconf,fpathconf函數(shù)，通過傳遞name參數(shù)來獲得系統(tǒng)的各個限制值
- 如果NAME_MAX是14，我們試圖再當(dāng)前目錄中創(chuàng)建一個文件名15的新文件杰妓，則會發(fā)生什么碘勉？
- 不同系統(tǒng)對該種情況有不同的反應(yīng)
- 如何找到一個系統(tǒng)的NAME_MAX
3.4 函數(shù)creat
#include <fcntl.h>
int create(const char *path, mode_t mode) ;
//返回值；若成功验靡，返回為只寫打開的fd，出錯-1
//這個函數(shù)等效于
open(path,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC高职，mode) ;
- creat函數(shù)的不足之處時它以只寫的方式打開所創(chuàng)建的文件
3.5 函數(shù)close
#include <fcntl.h>
int close(int fd) ;
- 關(guān)閉一個文件還會釋放該進(jìn)程加載該文件上的所有記錄鎖
3.6 函數(shù)lseek
- 每個打開文件都有一個與其相關(guān)的當(dāng)前文件偏移量（current file offset）辞州，用以度量從文件開始處計算的字節(jié)數(shù)。
- 通常讀寫操作都是從當(dāng)前文件偏移量開始变过，并使偏移量增加所讀寫的字節(jié)數(shù)
- 系統(tǒng)默認(rèn)的情況，打開一個文件時岛杀，除非指定O_APPEND選項崭孤，否則偏移量設(shè)為0
- 可以顯示的調(diào)用lseek為打開的文件設(shè)置偏移量
#include <fcntl.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
//成功返回新的偏移量糊肠，出錯返回-1
- 對于參數(shù)offset的值的解釋和whence的值有關(guān)
- 如果whence時SEEK_SET土浸，則該文件的偏移量設(shè)置為據(jù)文件開始處offset字節(jié)
- 如果whence時SEEK_CUR，則該文件的偏移量設(shè)置為當(dāng)前值加offset黄伊，offset可正可負(fù)
- 如果whence時SEEK_END，則該文件的偏移量設(shè)置為據(jù)文件長度加offset字節(jié)墓阀，offset可正可負(fù)
- 若lseek成功執(zhí)行拓轻，則返回新的文件偏移量，為此可用下列的方式打開文件偏移量
off_t currpos ;
currops = lseek(fd, 0, SEEK_CUR) ;
上面的方法也可以用來判斷涉及的文件是否可以設(shè)置偏移量
- lseek僅當(dāng)當(dāng)前文件偏移量記錄都在內(nèi)核中扶叉，并不引起I/O操作枣氧，然后偏移量被用于下一個讀寫操作
- 文件偏移量可以大于文件長度，對該文件的下一次寫將加長該文件并形成一個空洞达吞，位于文件中但是沒有寫過的字節(jié)都被讀為0
- 文件空洞不要求在磁盤上占用存儲區(qū)，具體處理方式和文件系統(tǒng)有關(guān)
- 因為lseek使用的偏移量是用offset表示的吞鸭，所以允許具體實現(xiàn)根據(jù)各自特定平臺自行選擇大小合適的數(shù)據(jù)類型覆糟。
3.7 函數(shù)read
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes) ; //void * 表示通用指針
//返回：讀到的字節(jié)數(shù)，若已到文件尾搪桂，返回0，出錯返回-1
- 有多種情況可以使讀到的字節(jié)數(shù)少于要求讀的字節(jié)數(shù)
- 讀普通文件時酗电，讀到文件要求的字節(jié)數(shù)前已經(jīng)到達(dá)文件尾端
- 當(dāng)從終端設(shè)備讀時内列，通常一次最多讀一行
- 當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)讀時，網(wǎng)絡(luò)中的緩沖區(qū)機(jī)制可能造成返回值小于要求讀的字節(jié)數(shù)
- 當(dāng)從管道和FIFO讀時话瞧，如果管道包含的字節(jié)少于所需的數(shù)量寝姿，那么read將只返回實際可用的字節(jié)數(shù)
- 當(dāng)一信號中斷划滋，而已經(jīng)讀了的部分?jǐn)?shù)據(jù)量時
- 讀操作從文件的當(dāng)前偏移量處開始，在成功返回之前根资，該偏移量將增加時機(jī)讀到的字節(jié)數(shù)
3.8 函數(shù)write
#Include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes) ;
//成功返回已寫的字節(jié)數(shù)同窘，出錯返回-1
- 返回值通常和nbytes的值相同，否則意味著出錯
- write出錯的常見原因是磁盤已經(jīng)滿了想邦，或者超過了一個給定進(jìn)程的文件長度限制
- 對于普通文件，寫操作從文件的當(dāng)前偏移量開始鹰椒，如果在打開該文件時制定了O_APPEND選項呕童，則每次都將文件偏移量移到末尾
- 一次成功寫，offset增加實際寫的字節(jié)數(shù)
3.9 I/O的效率
- 當(dāng)緩沖區(qū)長度為4096的時候，繼續(xù)增加緩沖區(qū)長度對程序的用戶cpu時間幾乎沒有影響了（應(yīng)該和i/o的接口讀取速率有關(guān)）
- 大多數(shù)文件系統(tǒng)為了改善性能采取了預(yù)讀技術(shù)
- 預(yù)讀就是當(dāng)檢測到正在順序讀的時候套蒂，系統(tǒng)就試圖讀取比應(yīng)用所要求的更多的數(shù)據(jù)
3.10 文件共享
- unxi系統(tǒng)支持在不同進(jìn)程之間共享文件
- 內(nèi)核使用三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示打開的文件
- 每個進(jìn)程在進(jìn)程表項中都有一個記錄項，記錄項中包含一張打開的文件描述符表
-
文件表項 ：內(nèi)核為所有打開的文件按維持一張文件表烁挟，每個表項包含如下幾項
- 當(dāng)前文件狀態(tài)標(biāo)志（讀骨坑，寫，追加欢唾，。斑芜。祟霍。）
- 當(dāng)前文件偏移量
- 指向該文件v-node表象的指針
- 每個打開文件都有一個v-node結(jié)構(gòu)（linux下的i-node）盈包，包含文件類型和對此文件進(jìn)行各種操作的函數(shù)的指針
- 大多數(shù)文件的v-node還包含該文件的i-node醇王，這些信息時在打開文件的受從磁盤讀入內(nèi)存的
- 如果一個文件被多個進(jìn)程打開，打開該文件的每個進(jìn)程都獲得一個文件表項叛氨，并且每個進(jìn)程有自己的文件偏移量
3.11 原子操作
- 追加到一個文件
- 原子操作為了避免先對文件進(jìn)行偏移量設(shè)置根暑，但是該進(jìn)程被內(nèi)核換下，然后另外一個對該偏移量進(jìn)行了重新設(shè)置排嫌，導(dǎo)致切到原先進(jìn)程的時候出現(xiàn)偏移量的錯誤。會出現(xiàn)數(shù)據(jù)覆蓋之類的情況
- 使用O_APPEND怖糊，在每次寫之前颇象，都會將文件偏移量放到最后
- 函數(shù)pread和pwrite
- 創(chuàng)建一個文件
ssize_t pread(int fd, void *buf, size_t nbytes, off_t offset) ;
#成功返回讀到的字節(jié)數(shù)出錯返回-1
ssize_t pwrite(int fd, const void *buf, size_t nbytes, off_t offset) ;
# 成功返回已寫的字節(jié)數(shù)，出錯返回-1
- 原子操作指的是多步組成的一個操作扰魂，如果該操作執(zhí)行蕴茴，要么全部都執(zhí)行完，要么一步都不執(zhí)行倦淀，不能只執(zhí)行其中的一步
3.12 函數(shù)dup和dup2
復(fù)制現(xiàn)有文件描述符
int dup(int fd) ; //返回新文件描述符時當(dāng)前可用文件描述符中最小值
int dup2(int fd, int fd2) ; //fd2可以指定新描述符的值。
3.13 函數(shù)sysnc姻成，fsync和fdatasysnc
- 延遲寫：當(dāng)我們向文件寫數(shù)據(jù)時愿棋，內(nèi)核通常先將數(shù)據(jù)復(fù)制到緩沖區(qū)中，然后排入隊列初斑，晚些時候在寫入磁盤
- 通常，當(dāng)內(nèi)核需要重用緩沖區(qū)來存放其他磁盤塊數(shù)據(jù)時候砂竖，它會把所有延遲寫數(shù)據(jù)塊寫入磁
- 為了保證磁盤上時機(jī)文件系統(tǒng)和緩沖區(qū)中內(nèi)容的一致性，unix系統(tǒng)提供了以下三個函數(shù)
- update系統(tǒng)守護(hù)進(jìn)程周期性的調(diào)用sync函數(shù)突硝，定期（大約30s）flush緩沖區(qū)置济。
#include <unistd.h>
int fsync(int fd) ; //只對由文件描述符fd指定的一個文件起作用，等待寫磁盤結(jié)束后返回浙于，一般用于數(shù)據(jù)庫
int fdatasync(int fd) ; //類似于fsync，只影響文件的數(shù)據(jù)部分腐宋。
void sync(void) ; //將所有修改過的塊緩沖區(qū)排入寫隊列檀轨，然后返回，實際上并不等待寫磁盤結(jié)束
3.14 函數(shù)fcntl
可以改變已經(jīng)打開文件的屬性
int fcntl(int fd, int cmd, ...//int arg);
- 第三個參數(shù)是指向一個結(jié)構(gòu)的指針
- fcntl函數(shù)有一下幾個功能
- 復(fù)制一個已有文件描述符（cmd=FDUPFD 或FDUPFD_CLOEXEC)
- 獲取/設(shè)置文件描述符標(biāo)志(cmd=F_GETFD/FSETFD)
- 獲取/設(shè)置文件狀態(tài)(cmd=GETFL/SETFL)
- 獲取/設(shè)置異步i/o所有權(quán)(cmd=F_GETOWN/SETOWN)
- 獲取設(shè)置記錄鎖（cmd=F_GETLK,F_SETLK/F_SETLKW）
-每個cmd的意思 - F_DUPFD
- 復(fù)制文件描述符fd
- F_DUPFD_CLOEXEC
- 復(fù)制文件描述符卫枝，設(shè)置與新文件描述符關(guān)聯(lián)的FD_CLOEXEC文件描述符值讹挎，返回新文件描述符
- F_GETFD
- 對于fd的文件描述符標(biāo)志作為函數(shù)值返回
- F_SETFD
- 對于fd設(shè)置文件描述符標(biāo)志
- F_GETFD
- 對應(yīng)于fd的文件狀態(tài)標(biāo)志作為函數(shù)值返回。
- F_SETFL
- 將文件狀態(tài)標(biāo)志設(shè)置為第三個參數(shù)的值
- F_GETOWN
- 獲取當(dāng)前SIGIO和SIGURG信號的進(jìn)程ID或進(jìn)程組id筒溃。
3.16 /dev/fd
較新的系統(tǒng)都提供名為/dev/fd的目錄铡羡，其目錄項為0意鲸，1，2怎顾，等的鏈接文件，打開文件/devfd/n等效于復(fù)制描述符n
第四章 文件和目錄
4.1 引言
文件系統(tǒng)的其他特征和文件的性質(zhì)夭委，屬性
4.2 函數(shù)stat募强，fstat崇摄，fstatat和lstat
#include <sys/stat.h>
int stat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf) ;
int fstat(int fd, struct stat *buf) ;
int lstat(const char * restrict pathname, struct stat * restrict buf) ;
int fstatat(int fd, const char *restarict pathname, stuct stat * restrict buf ,int flag)
這些stat用于返回文件有關(guān)的信息結(jié)構(gòu)慌烧。
- 同時stat也是一個結(jié)構(gòu)體，用于保存文件的一些信息
4.3文件類型
- 普通文件
- 目錄文件
- 只有內(nèi)核能寫
- 塊設(shè)備文件
- 字符設(shè)備文件
- 提供對設(shè)備不帶緩沖的訪問
- fifo
- 用于ipc
- socket
- 用于進(jìn)程網(wǎng)絡(luò)間通信
- 符號鏈接
- 指向另一個文件
// 測試文件屬性
#include <iostream>
#include "apue.h"
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char * argv[]) {
int i ;
struct stat buf ;
char *ptr ;
for (i=1;i<argc;i++){
printf(argv[i]);
if (lstat(argv[i],&buf)<0){
printf("lstat error");
continue ;
}
if (S_ISREG(buf.st_mode))
printf("regular") ;
else if(S_ISDIR(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
}else if(S_ISCHR(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
}else if(S_ISBLK(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
}else if(S_ISFIFO(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
}else if(S_ISLNK(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
}else if(S_ISSOCK(buf.st_mode)){
ptr = "directory" ;
} else
ptr = "unkonw mode";
printf("%s \n", ptr) ;
}
return 0;
}
4.4 設(shè)置用戶id和設(shè)置組id
- 每個文件有三類id
- 實際用戶id--------標(biāo)志我們是誰（標(biāo)記操作的用戶）
- 有效用戶id--------標(biāo)識用于文件訪問權(quán)限檢查
- 設(shè)置用戶id--------用于exec函數(shù)保存
- 通常uid=有效用戶id
- st_mode（stat中的一項）中可以設(shè)置一個特殊標(biāo)志厕氨，含義時當(dāng)執(zhí)行這個文件的時候汹粤，將進(jìn)程的有效用戶id者之謂文件所有者的用戶id----set_ser_ID
- 還可以將執(zhí)行此文件的進(jìn)程的有效組id設(shè)置為文件所有組的id -----set-groups-ID
- 如果文件按所有者時超級用戶權(quán)限，而且設(shè)置了該文件的設(shè)置用戶id位国葬，那么當(dāng)該程序文件執(zhí)行的時候遭京，該進(jìn)程具有root權(quán)限，不管執(zhí)行該程序的時機(jī)用戶id是多少
4.5 文件訪問權(quán)限
- 所有的文件類型都有權(quán)限
- 權(quán)限有讀寫執(zhí)行三種
- 三種權(quán)限的使用方式如下
- 當(dāng)用名字打開任一類型文件時船殉，對該名字中包含的每個目錄斯嚎，都應(yīng)具有執(zhí)行權(quán)限
- 對目錄的讀權(quán)限，允許我們讀目錄堡僻，獲得目錄中的文件名列表（可以ls不能cd）
- 對一個文件的讀/寫權(quán)限決定我們是否能夠打開現(xiàn)有文件進(jìn)行讀/寫操作
- 在一個目錄中創(chuàng)建文件，必須對該目錄有執(zhí)行和寫權(quán)限
- 為了刪除現(xiàn)有文件硼讽，必須有 x w牲阁，對該文件本身不需要有x w
- 如果用7各exec函數(shù)終端額任何一個執(zhí)行文件，都必須對該文件具有執(zhí)行權(quán)限
- 當(dāng)用名字打開任一類型文件時船殉，對該名字中包含的每個目錄斯嚎，都應(yīng)具有執(zhí)行權(quán)限
- 進(jìn)程每次操作文件會進(jìn)行權(quán)限測試城菊，測試一般使用有效用戶id
4.6 新文件和目錄的所有權(quán)
- 新文件的用戶id設(shè)置為進(jìn)程的有效用戶id
- 關(guān)于組id
- 可以時進(jìn)程有效組id
- 可以時所在目錄的組id
4.7 函數(shù)access和faccessat
access和faccessat按照實際用戶id和實際組id進(jìn)行訪問權(quán)限測試
#include<unistd.h
int access(const char *pathname, int mode) ;
int faccessat(int fd, const char *pathname, int mode, int flag );
//mode 可為讀寫執(zhí)行 R_OK,W_OK,X_OK
//成功返回0凌唬，否則返回-1
- flag參數(shù)用于改變faccessat 的行為，如果flag設(shè)置為AT_EACCESS,訪問檢查用的時調(diào)用進(jìn)程的有效用戶id和有效組id
4.8 函數(shù)umask
- umask函數(shù)為進(jìn)程設(shè)置文件模式創(chuàng)建屏蔽字，并返回之前的值（umask設(shè)置文件創(chuàng)建時的默認(rèn)權(quán)限撕贞，與chmod的效果剛好相反窝剖，==umask設(shè)置的是權(quán)限“補(bǔ)碼”==，）
#include <sys/stat.h>
mode_t umask(mode_t cmask) ;
//返回值赐纱，之前的文件模式創(chuàng)建屏蔽字
- c-mask時圖4.6中列出的9各常量
4.9 函數(shù)chmod疙描，fchmod，fchmodat
- 更改現(xiàn)有文件訪問權(quán)限
#include<sys/stat.h>
int chmode(const char *pathname, mode_t mode) ; //在指定文件上操作
int fchmod(int fd, mode_t mode) ;//對已經(jīng)打開的文件操作
int fchmodat(int fd, const char * pathname, mode_t mode, int flag); //上面兩個的融合
//成功返回0起胰，失敗返回-1
- flag 參數(shù)可以用于改變fchmodat的行為，當(dāng)設(shè)置了
- mode是各種常量的按位或
4.10 粘著位 -----S_ISVTX
- 如果對一個目錄設(shè)置了粘著位地消，只有對該目錄具有寫權(quán)限的用戶并且滿足下列條件之一畏妖，才能刪除或重命名該目錄下的文件
- 擁有該文件
- 擁有此目錄
- 是超級用戶
4.11 函數(shù)chown，fchown戒劫，fchownat和lchown
#include<unistd.h>
int chown(const char * pathname, uid_t owner, gid_t group)
int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group)
int fchownat(int fd, const char *pathname, uid_t owner, gid_t group, int flag)
int lchown(const char * pathname, uid_t owner ,gid_t group)
- lchown和fchown（設(shè)置了AT_SYMLINK_NOFOLLOW)更改符號鏈接本身的所有者
- BSD的系統(tǒng)只有超級用戶才能更改一個文件的所有者
4.12 文件長度
- stat結(jié)構(gòu)成員st_size表示以字節(jié)為單位的文件的長度
- 文件空洞
- 文件空洞由偏移量超過文件尾部后寫入數(shù)據(jù)造成
4.13 文件截斷
- 需要在文件末尾截去一些數(shù)據(jù)以縮短文件
- 打開文件的時候?qū)_TRUNC標(biāo)志可以做到這一點
//將一個現(xiàn)有文件截為length
#Include <unistd.h>
int truncate(const char * pathname, off_t length )
int ftruncate(int fd, off_t length)
//成功返回0迅细，出錯返回-1
4.14 文件系統(tǒng)
- i-node 包含文件相關(guān)的所有信息：文件類型，文件訪問權(quán)限位茵典，文件長度，指向文件數(shù)據(jù)塊的指針枚尼，stat結(jié)構(gòu)的大多數(shù)信心取自i-node
- mv命令構(gòu)造一個新的i-node的目錄項砂吞，然后刪除老的目錄項
4.15 函數(shù)link崎溃，linkat，unlink概而，unlinkat和remove
#indlude <unistd.h>
int link(const char *existingpath, const char *newpath)
int linkat(int efd, const char *existingpath, int nfd, const char * newpath, int flag)
4.16 函數(shù)rename和renameat
第5章 標(biāo)準(zhǔn)i/o庫
5.1 引言
- 令人驚訝的是，35年來赎瑰，幾乎沒有對標(biāo)準(zhǔn)io庫進(jìn)行修改
5.2 流和FILE對象
- 對于I/O函數(shù)都是圍繞文件描述符的
- 對于標(biāo)準(zhǔn)I/O庫，所有的操作都是圍繞流進(jìn)行的压储，當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn) I/O打開或創(chuàng)建文件的時候源譬，我們已經(jīng)使一個流和一個文件相關(guān)聯(lián)
- 流的定向決定了所讀寫的流使單字節(jié)的還是多字節(jié)（寬）字符的
- 當(dāng)流創(chuàng)建時為定向，對一個流使用單/多字節(jié)I/O函數(shù)踩娘，則該流被設(shè)置為相應(yīng)的長度定向
- 只有兩個函數(shù)可以改變流的定向养渴，freopen和fwide
- freopen用于清楚流的定向
- fwide用于設(shè)置流的定向
# include<stdio.h>
#include<wchar.h>
int fwide(FILE *fp, int mode) ;
//返回值，若流為寬定向理卑，返回正值，字節(jié)定向返回負(fù)值霞溪，未定項返回0
- fwide不該變流的定向中捆，無出錯返回
- 打開一個流的時候，返回一個指向FILE結(jié)構(gòu)的指針殴蓬，該指針包含所有流的信息蟋滴，該指針也稱為==文件指針==
5.3 標(biāo)準(zhǔn)輸入，輸出津函，錯誤
- 對一個進(jìn)程預(yù)定義了這三個流，通過預(yù)定義文件指針stdin涩馆，stdout，stderr加以引用
5.4 緩沖
標(biāo)準(zhǔn)io提供緩沖的目的時盡可能少使用read魂那，write.它對每個流進(jìn)行自動的緩沖管理
-
標(biāo)準(zhǔn)io提供一下三種緩沖
- 全緩沖
- 填滿緩沖區(qū)后才進(jìn)行實際io操作涯雅，駐留磁盤文件按通常全緩沖
- flush說明標(biāo)準(zhǔn)io進(jìn)行緩沖區(qū)的清洗操作，可由標(biāo)準(zhǔn)io自動沖洗
- 調(diào)用fflush可以手動沖洗
- 行緩沖
- 在輸入輸出遇到換行符的受進(jìn)行io操作
- 行緩沖的限制
- 標(biāo)準(zhǔn)io提供的行緩沖區(qū)時固定長度活逆，填滿緩沖區(qū)時沒有換行符也進(jìn)行io操作
- 當(dāng)從一個不帶緩沖的流或一個行緩沖流得到輸入數(shù)據(jù)，就會重復(fù)所有行緩沖流
- 不緩沖
- 不對字符進(jìn)行緩沖存儲
- 標(biāo)準(zhǔn)錯誤不緩沖
- 全緩沖
對任何一個給定的流贬养，如果我們不喜歡這些系統(tǒng)默認(rèn)琴庵，那么我們可以更改緩沖類型
//打開或關(guān)閉緩沖機(jī)制
void setbuf(FILE *restrict fp, char *restrict buf) ;
//設(shè)置緩沖類型
int setvbuf(FILE *restrict fp, char * restrict buf, int mode, size_t size) ;
//成功返回0，錯誤返回-1
- 上面的操作在流已被打開且應(yīng)在操作流之前調(diào)用
- 使用vsetbuf可以精確說明緩沖類型
- _IOFBF
- _IOLBF
- _IONBF
5.5 打開流
#include<stdio.h>
//打開pathname指定的文件
FILE *fopen(const char *restrict pathname, const char * restrict type) ;
//在一個指定的流上打開一個指定的問文件儿礼，若流已經(jīng)打開庆寺，則先關(guān)閉該流
FILE *freopen(const char *restrict pathname, const char * restrict type,FILE * restrict fp) ;
//取一個已有的文件描述符，并使一個標(biāo)準(zhǔn)io流于該文件描述符結(jié)合（使用fd打開流）
//此函數(shù)常用于創(chuàng)建管道和網(wǎng)絡(luò)通信通道函數(shù)返回的描述符
FILE *fdopen(int fd, const char *type) ;
//成功返回文件指針知纷，錯誤返回NULL
5.6 讀和寫流
- 一旦打開了流陵霉，則可以使用三種類型的io進(jìn)行讀寫操作
-
一個字符的io
- 每次一行的io
- 使用fgets和fputs
- 直接io
- fread
- fwrite
-
- 輸入函數(shù)
- 一次讀取一個字符
#include <stdio.h> //可被實現(xiàn)為宏，所以調(diào)用時間更短 int getc(FILE *fp) ; //一定是一個函數(shù)踊挠，可以得到地址 int fgetc(FILE *fp) ; //等于 getc(stdin) int getchar(void) ; //成功，返回下一個字符睹酌，達(dá)到尾端或出錯返回EOF //這三個函數(shù)在返回下一個字符時剩檀，將其unsigned char轉(zhuǎn)換為int- 不論是出錯還是達(dá)到結(jié)尾，這幾個函數(shù)返回值都一樣辐啄，所以需要下面的函數(shù)區(qū)分
#include<stdio.h> int ferror(FILE *fp) ; int feof(FILE *fp) ; void cleanerr(FILE * fp) ;- 為每個流在FILE對象中維護(hù)了兩個標(biāo)志
- 出錯標(biāo)志
- 文件結(jié)束標(biāo)志
- 調(diào)用cleanerr可以清楚這兩個標(biāo)志
- 從流中讀取數(shù)據(jù)后，可以調(diào)用ungetc將字符在壓送回流中
#include<stdio.h> int ungetc(int c, FILE *fp) ; /成功返回c失敗返回EOF-壓送回流的字符又可以從流中讀出- 壓送回的字符沒有寫入設(shè)備而是寫回標(biāo)準(zhǔn)io的緩沖區(qū)
- 一次讀取一個字符
- 輸出函數(shù)
- 和輸出相對應(yīng)
#include<stdio.h>
int putc(int c, FILE *fp) ; //可被實現(xiàn)為宏
int fputc(int c ,FILE *fp) ;
int putchar(int c) ;
//成功返回c失敗返回EOF
5.7 每次1行io
- 輸入
#include<stdio.h>
//從指定的流中讀，必須指定緩沖區(qū)的長度洗出，緩沖區(qū)以null字節(jié)結(jié)尾
char *fgets(char *restrict buf, int n, FILE *restrict fp) ;
//從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀
char * gets(char *buf) ;
// 成功返回buf翩活，失敗或到達(dá)尾端返回NULL
//這兩個函數(shù)都指定了緩沖區(qū)的地址，讀入的行將送入其中
- 輸處
#include<stdio.h>
//從指定的流中讀菠镇，必須指定緩沖區(qū)的長度，緩沖區(qū)以null字節(jié)結(jié)尾
char *fputs(char *restrict str, int n, FILE *restrict fp) ;
//從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀
char * puts(const char *buf) ;
// 成功返回非負(fù)值蚌本，失敗返回EOF
//這兩個函數(shù)都指定了緩沖區(qū)的地址隘梨，讀入的行將送入其中
5.8 標(biāo)準(zhǔn)io的效率
- 盡量使用按行讀取的
5.9 二進(jìn)制io
- 當(dāng)需要讀取一個結(jié)構(gòu)或者對象的時候就不能使用按行和按字符讀取
size_t fread(void *restrict ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *restrict fp) ;
size_t fwrite(const void *restrict ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *restrict fp) ;
// 返回讀寫的對象數(shù)
- size使對象結(jié)構(gòu)的sizeof，nobj應(yīng)該使對象的個數(shù)轴猎，如果一個5各元素的數(shù)組，我希望讀三個元素锐峭，則nobj為3
5.10 定位流
三種方法定位標(biāo)準(zhǔn)io流
- ftell和fseek函數(shù)
- ftello和fseeko
- fgetpos和fsetpos
5.11 格式化io
5.12 實現(xiàn)細(xì)節(jié)
- 每個標(biāo)準(zhǔn)io都要調(diào)用系統(tǒng)io
- 每個標(biāo)準(zhǔn)io都有一個與其關(guān)聯(lián)的文件描述符
int fileno(FILE *fp) ;
//返回與流相關(guān)的文件描述符
- 如果調(diào)用dup或者fcntl可婶，則需要這個函數(shù)
5.13 臨時文件
#include<stdio.h>
char *tmpnam(char *ptr) ;
FILE *tmpfile(void) ;
// 成功返回文件指針，出錯返回NULL
- 上面兩個文件用于創(chuàng)建臨時文件
- tmpfile函數(shù)經(jīng)常先調(diào)用tempnam產(chǎn)生一個唯一的路徑名抛寝，然后用改路徑名創(chuàng)建一個文件曙旭，并立刻unlink它。
- 關(guān)閉文件或程序結(jié)束時钻趋，臨時文件自動刪除
5.14 內(nèi)存流
- 標(biāo)準(zhǔn)io庫把數(shù)據(jù)緩存在內(nèi)存中
- 可以調(diào)用setbuf或setvbuf讓io庫緩沖數(shù)據(jù)到我們自己的緩沖區(qū)
- 三個函數(shù)用于內(nèi)存流的創(chuàng)建
FILE *fmemopen(void *restrict buf, size_t size, const char *restrict type) ;
//成功返回流指針剂习，錯誤返回NULL
5.15 標(biāo)準(zhǔn)io替代軟件
第六章：系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件信息
6.1 引言
- 由于歷史原因较沪，系統(tǒng)一些數(shù)據(jù)文件都是ACSCII文本文件失仁，且使用標(biāo)準(zhǔn)io庫讀這些文件
- 本章主要介紹非ascii文本格式讀取系統(tǒng)文件的接口
6.2 口令文件 - unix系統(tǒng)口令文件（用戶數(shù)據(jù)庫）包包含在<pwd.h>定義的passwd結(jié)構(gòu)中
- 口令文件時/etc/passwd
- 阻止一個用戶登陸系統(tǒng)可以使用/dev/null或者/bin/false作為登陸shell尸曼，登錄時以不成功終止
- nobody表示任何人都可以i登陸系統(tǒng)，但是用戶id和組id只能訪問人人皆可讀可寫的權(quán)限
6.3 shadow passwd(陰影文件)
- 現(xiàn)在的unix系統(tǒng)將加密后的密碼放在另外一個文件中/etc/shadow萄焦。該文件至少包含用戶名和加密口令控轿。
6.4 組文件
unix組文件
6.5 附屬組id
在unix系統(tǒng)中，附屬組的優(yōu)點時不必顯式的更改組拂封，一個用戶參與多個項目茬射，也就屬于多個組。
6.7 其他數(shù)據(jù)文件
- /etc/services --記錄各網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器所提供服務(wù)的數(shù)據(jù)文件
- /etc/protocols -- 記錄 協(xié)議信息
- /etc/networks -- 記錄網(wǎng)絡(luò)信息
- 不同的口令文件需要使用不同的頭文件來導(dǎo)入執(zhí)行改文件的函數(shù)
6.8 登陸賬戶記錄
utmp 文件記錄當(dāng)前登陸到系統(tǒng)的各個用戶
wtmp文件跟蹤各個登陸和注銷事件
6.9 系統(tǒng)標(biāo)識
int uname(struct utsname *name) ;
- 通過該函數(shù)的參數(shù)向其傳遞一個utsname結(jié)構(gòu)的地址冒签，然后該函數(shù)填寫此結(jié)構(gòu)在抛。
6.10 時間和日期例程
- unix內(nèi)核提供的基本時間服務(wù)是計算自UTC時間以來經(jīng)過的秒數(shù)，這個時間是日歷時間
