《TCPL》 第8章 Unix系统接口

8.1 文件描述符

UNIX操作系统中，所有的外围设备（包括键盘和显示器）都被看作是文件系统中的文件。系统通过文件描述符来标识文件：标准输入为0，标准输出为1，标准错误为2。

当程序的输入/输出被重定向时，shell把文件描述符0和1的默认赋值改变为指定的文件。

8.2 低级I/o——read和write

read和write是UNIX的两个系统调用，这两个函数中，第一个参数是文件描述符，第二个参数是程序中存放读或写的数据的字符数组，第三个参数是要传输的字节数。

int read(int fd,char *buf,int n);
int write(int fd,char *buf,int n);

每个调用返回实际传输的字节数。在读文件时，函数的返回值可能会小于请求的字节数，如果返回0，则表示已经达文件的结尾；如果返回-1，则表示发生了某种错误。在写文件时，返回值是实际写入的字节数。如果返回值与请求写入的字节数不相等，则说明发生了错误。

下面是用read和write构造getchar的两个版本：

第一个版本：它通过每次从标准输入读入一个字符来实现无缓冲输入

#include "syscalls.h"
int getchar(void)
{
    char ch;
    return (read(0,&ch,1))==1?(unsigned char)ch:EOF;
}

第二个版本：每次读入一组字符，但是每次只输出一个字符

#include "syscalls.h"
int getchar(void)
{
    static char buf[BUFSIZ];
    static char *bufp=buf;
    static int n;
    if (n==0)
    {
        n=read(0,buf,BUFSIZ);
        bufp=buf;
    }
    return --n>0?(unsigned char)*(--bufp):EOF;
}

8.3 open、cat、close和nulink

open和C函数库的fopen类似，只是前者返回的文件描述符，如果发生错误，则返回-1

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

其中flag可以有的状态为O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR分别代表，只读，只写，读写方式。

如果open打开一个不存在的文件，是将导致错误，可以使用creat系统调用创建新的文件或覆盖已有的旧文件，如下所示：

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

如果creat成功创建了文件，它将返回一个文件描述符，否则返回-1。如果此文件已存在，creat将把该文件的长度截断为0，从而丢弃原先已有的内容，使用creat创建一个已存在的文件不会导致错误。

perms用来指定权限，UNIX文件系统中每个文件对应一个9比特的权限信息，因此，通过一个3位的八进制数就可以方便地说明不同的权限。

函数close(int fd)用来断开文件描述符和已打开文件之间的连接，并释放此文件描述符，以供其他文件使用。

函数unlink(char* name)将文件name从文件系统中删除，它对应于标准库函数remove

8.4 随机访问——lseek

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

将文件描述符为fd的文件的当前位置设置为offset，其中，offset是相对于orgin指定的位置而言的，随后进行的操作从此位置开始。origin的值可以为0、1或2，分别用于指定offset从文件开始、从当前位置或从文件结束开始算起

lseek系统调用返回一个long类型的值，此值表示文件的新位置，若发生错误，则返回-1。

下面这个函数将从文件的任意位置读取任意数目的字节数，返回读入的字节数，若错误则返回-1

#include "syscalls.h"

/*get函数：从pos位置处读入n个字节*/
int get(int fd,long pos,char *buf,int n)
{
    if((lseek(fd,pos,0))>0)
        return read(fd,buf,n);
    else
        return -1;
}

以下内容待续…

8.5 实例——fopen和getc函数的实现

8.6 实例——目标列表

8.7 实例——存储分配程序