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《深入理解计算机系统》第十章——系统级I/0

编程日记 2024-06-03 13:00:00

10.1Unix I/O

在Linux中，一切皆为文件。

文件I/O函数-------打开文件、读文件、写文件

对于内核而言，所有打开的文件都通过文件描述符引用！（早期的上限是19 现在是63）

0-----------标准输入

1------------标准输出

2-----------标准错误

10.2文件

10.3打开和关闭文件

O_RDONLY  只读打开O_WRONLY 只写打开O_RDWR 读写打开O_EXEC只执行打开O_SEARCH 只搜索打开O_APPEND 每次写时都追加到文件的尾端O_CLOEXEC 把FD_CLOEXEX常亮设置为文件描述符标志O_CREAT 若此文件不存在则创建它O_EXCL 如果同时指定O_creat，而文件已存在，则出错。检测一个文件是否存在，不存在则创建它O_TRUNC 如果此文件存在，而且为只写或读—写打开 则将其长度截止为0O_DIRECTORY：如果pathname引用的不是目录，则出错

文件的创建和打开
读写文件前，用户程序须告知将对文件进行何种操作：读、写、添加还是可读可写，通过打开或创建一个文件来实现。
 已存在的文件：可直接打开 不存在的文件：则先创建
1. 创建文件：int creat(char *name, mode_t perms);
 创建新文件时，应指定文件名和访问权限，系统返回一个非负整数，它被称为文件描述符fd (file descriptor)。
 文件描述符用于标识被创建的文件，在以后对文件的读写等操作时用文件描述符代表文件。
2. 打开文件：int open(char *name, int flags, mode_t perms);
 标准输入(fd=0)、标准输出(fd=1)和标准错误(fd=2)三种文件自动打开其他文件须用creat或open函数显式创建或打开后才能读写
 参数perms用于指定文件的访问权限，通常在open函数中该参数总是0除非以创建方式打开，此时，参数flags中应带有O_CREAT标志。
 参数flags：O_RDONLY, O_WRONLY|O_APPEND, O_RDWR等例：fd=open(“test.txt”,O_RDONLY, 0);

文件的定位和关闭
3. 设置读写位置：long lseek(int fd, long offset, int origin);
 offset指出相对字节数  origin指出基准：开头（0）、当前位置（1）和末尾（2）例：lseek(fd,5L,0)；表示定位到文件开始后的第5字节 lseek(fd, 0L, 2)；表示定位到文件末尾  返回的是位置值，若发生错误，则返回-1
4. 元数据统计：int stat(const *name, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);
 文件的所有属性信息，包括：文件描述符、文件名、文件大小、创建时间、当前读写位置等，由内核维护，称为文件的元数据（metadata）。  用户程序可通过stat()或fstat()函数查看文件元数据。  stat第一个参数是文件名，而fstat指出的是文件描述符，除第一个参数类型不同外，其他全部一样。
5. 关闭文件：close(int fd);

10.4读和写文件

文件的读/写
6. 读文件：ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
将fd中当前位置k开始的n个字节读到buf中，读后当前位置为k+n。若文件长度为m，当k+n>m时，则读取字节数为m-k<n，读后当前
位置为文件尾。返回实际字节数，当m=k（EOF）时，返回值为0。
7. 写文件：ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t n);将buf中n字节写到fd中，从当前位置k处开始写。返回实际写入字节
数m，写后当前位置为k+m。对于普通文件，实际字节数等于n。对于read和write系统调用，可以一次读/写任意个字节。显然，按一个物理块大小读/写较好，可减少系统调用次数。有些情况下，真正读/写字节数比设定所需字节数少，这并不是一种错误。在读/写磁盘文件时，除非遇到EOF，否则不会出现这种情况。但当读/写的是终端设备或网络套接字文件、UNIX管道、Web服务器等都可能出现这种情况。是不带缓冲的读写：直接从（向）磁盘读（写），没有缓冲

10.5用RIO包建壮地读写

10.6读取文件元数据

The following POSIX macros are defined to check the file type using the st_mode field:S_ISREG(m)  is it a regular file?这是一个普通文件吗？S_ISDIR(m)  directory?这是一个目录文件吗？S_ISCHR(m)  character device?S_ISBLK(m)  block device?S_ISFIFO(m) FIFO (named pipe)?S_ISLNK(m)  symbolic link? (Not in POSIX.1-1996.)S_ISSOCK(m) socket? 这是一个网络套接字吗？

stat数据结构如下：

/* Metadata returned by the stat and fstat functions */
struct stat {dev_t         st_dev;      /* Device */ino_t         st_ino;      /* inode */mode_t        st_mode;     /* Protection and file type */nlink_t       st_nlink;    /* Number of hard links */uid_t         st_uid;      /* User ID of owner */gid_t         st_gid;      /* Group ID of owner */dev_t         st_rdev;     /* Device type (if inode device) */off_t         st_size;     /* Total size, in bytes */unsigned long st_blksize;  /* Blocksize for filesystem I/O */unsigned long st_blocks;   /* Number of blocks allocated */time_t        st_atime;    /* Time of last access */time_t        st_mtime;    /* Time of last modification */time_t        st_ctime;    /* Time of last change */
};

10.7读取目录内容

10.8共享文件

ffiles1.c

#include "csapp.h"
int main(int argc, char *argv[])
{int fd1, fd2, fd3;char c1, c2, c3;char *fname = argv[1];fd1 = Open(fname, O_RDONLY, 0);fd2 = Open(fname, O_RDONLY, 0);fd3 = Open(fname, O_RDONLY, 0);Dup2(fd2, fd3);Read(fd1, &c1, 1);Read(fd2, &c2, 1);Read(fd3, &c3, 1);printf("c1 = %c, c2 = %c, c3 = %c\n", c1, c2, c3);return 0;
}

ffiles2.c

#include "csapp.h"
int main(int argc, char *argv[])
{int fd1;int s = getpid() & 0x1;char c1, c2;char *fname = argv[1];fd1 = Open(fname, O_RDONLY, 0);Read(fd1, &c1, 1);if (fork()) { /* Parent */sleep(s);Read(fd1, &c2, 1);printf("Parent: c1 = %c, c2 = %c\n", c1, c2);} else { /* Child */sleep(1-s);Read(fd1, &c2, 1);printf("Child: c1 = %c, c2 = %c\n", c1, c2);}return 0;
}

#include "csapp.h"int main(int argc, char *argv[])
{int fd1, fd2, fd3;char *fname = argv[1];fd1 = Open(fname, O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);Write(fd1, "pqrs", 4);	fd3 = Open(fname, O_APPEND|O_WRONLY, 0);Write(fd3, "jklmn", 5);fd2 = dup(fd1);  /* Allocates new descriptor */Write(fd2, "wxyz", 4);Write(fd3, "ef", 2);Close(fd1);Close(fd2);Close(fd3);return 0;
}/*abcde.txt
pqrswxyzef
*/

fd2 = dup(fd1);，意思就是fd2指向了fd1的位置

运行结果：pqrswxyznef

10.9 I/O重定向

I/O重定向详解

10.10 标准I/O

c语言定义了一组高级输入输出函数，称为标准I/O库，为程序员提供了UnixI/O的较高级别的替代。

https://www.dkcj.cn/info/9091.html

终于完成了“微软”化

整整忙活了一个下午，基本上我的笔记本完成了可怕的“微软”化进程！是的，当我完成FOXMAIL中邮件向OUTLOOK2007的迁移后，在办公层面，已经完成“微软”化了。其实真的不想这样，但是想MS在独霸桌面后&#xff0…

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C#创建Windows服务

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《深入理解计算机系统》第七章——链接知识点总结

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编程日记2024/06/03 11:30:00

九章算法班L8 Array Number

转载于:https://www.cnblogs.com/sissie-coding/p/10295478.html

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软件工程实践第一次作业

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VC 6.0不老

最近做的几个项目，客户都是要求使用Vc 6开发，我用的是VC 6.0 Sp6。VC 6 装上插件之后发现使用方便多了，下面是转载[url]http://hi.baidu.com/linuxtoys/blog/item/5f4251a9f12a53fd1e17a272.html[/url] 的一篇关于VC6的小插件的文章&#xff…

编程日记2024/06/03 09:30:00

[03] 处理注解：反射

1、AnnotatedElement接口如果没有用来读取注解的方法和工作，那么注解也就不会比注释更有用处了。使用注解的过程中，很重要的一部分就是创建于使用注解处理器。Java SE5扩展了反射机制的API，以帮助程序员快速的构造自定义注解处理器。Java用An…

编程日记2024/06/03 09:20:00

P2261 [CQOI2007]余数求和

我是题面题意还是很清晰，很容易理解 1e9范围明显不能暴力，除非你能把常数优化到$\frac1 {10}$，但我实在想象不到用了这么多取模怎么把常数优化下去我们可以把$k\%i$变成$k-k/i*i$(整除) 那么总的和也就从$\sum_{i1}^{n}k\%i$变成了…

编程日记2024/06/03 09:10:00

Windows Server 2008正式版[微软官方下载地址+官方语言包]

Windows Server 2008(包含 Standard Enterprise Datacenter)32http://download.microsoft.com/download/d/d/b/ddb17dc1-a879-44dd-bd11-c0991d292ad7/6001.18000.080118-1840_x86fre_Server_en-us-KRMSFRE_EN_DVD.iso64http://download.microsoft.com/download/d/d/b/ddb17dc1…

编程日记2024/06/03 09:00:00

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