Linux программирование в примерах

Поскольку программы могут наследовать другие файлы, иногда вы можете увидеть программы, которые закрывают все свои файлы, чтобы начать с «чистого состояния» В частности, типичен код наподобие этого:

int i;
/* оставить лишь 0, 1, и 2 */
for (i = 3; i < getdtablesize; i++)
 (void)close(i);

Предположим, что результат getdtablesize равен 1024. Этот код работает, но он делает (1024-3)*2 = 2042 системных вызова. 1020 из них не нужны, поскольку возвращаемое значение getdtablesize не изменяется. Вот лучший вариант этого кода:

int i, fds;
for (i = 3, fds = getdtablesize; i < fds; i++)
 (void)close(i);

Такая оптимизация не ухудшает читаемость кода, но может быть заметна разница, особенно на медленных системах. В общем, стоит поискать случаи, когда в циклах повторно вычисляется один и тот же результат, чтобы посмотреть, нельзя ли вынести вычисление за пределы цикла. Хотя в таких случаях нужно убедиться, что вы (а) сохраняете правильность кода и (б) сохраняете его читаемость!

4.4.3. Чтение и запись

Ввод/вывод осуществляется системными вызовами read и write соответственно:

#include <sys/types.h> /* POSIX */
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

Каждая функция сделана как можно проще. Аргументами являются дескриптор открытого файла, указатель на буфер для чтения или записи данных и число читаемых или записываемых байтов.

Возвращаемое значение является числом действительно прочитанных или записанных байтов. (Это число может быть меньше запрошенного: при операции чтения это происходит, когда в файле осталось меньше count байтов, а при операции записи это случается, когда диск заполнен или произошла еще какая-нибудь ошибка.) Возвращаемое значение -1 означает возникшую ошибку, в этом случае errno указывает эту ошибку. Когда read возвращает 0, это означает, что достигнут конец файла.

Теперь мы можем показать оставшуюся часть кода для ch04-cat. Процедура process использует 0 для стандартного ввода, если именем файла является «– » (строки 50 и 51). В противном случае она открывает данный файл:

36 /*
37 * process --- сделать что-то с файлом, в данном случае,
38 * послать его в stdout (fd 1).
39 * Возвращает 0, если все нормально; в противном случае 1.
40 */
41
42 int
43 process(char *file)
44 {
45 int fd;
46 ssize_t rcount, wcount;
47 char buffer[BUFSIZ];
48 int errors = 0;
49
50 if (strcmp(file, "-") == 0)
51 fd = 0;
52 else if ((fd = open(file, O_RDONLY)) < 0) {
53 fprintf(stderr, "%s: %s: cannot open for reading: %s\n",
54 myname, file, strerror(errno));
55 return 1;
56 }

Буфер buffer (строка 47) имеет размер BUFSIZ; эта константа определена В <stdio.h> как «оптимальный» размер блока для ввода/вывода. Хотя значение BUFSIZ различается в разных системах, код, использующий эту константу, чистый и переносимый.

Основой процедуры является следующий цикл, который повторно читает данные до тех пор, пока не будет достигнут конец файла или не возникнет ошибка.

58 while ((rcount = read(fd, buffer, sizeof buffer)) > 0) {
59 wcount = write(1, buffer, rcount);
60 if (wcount != rcount) {
61 fprintf(stderr, "%s: %s: write error: %s\n",
62 myname, file, strerror(errno));
63 errors++;
64 break;
65 }
66 }

Переменные rcount и wcount (строка 45) имеют тип ssize_t, «знаковый size_t», который позволяет хранить в них отрицательные значения. Обратите внимание, что число байтов, переданное write, является значением, возвращенным read (строка 59). Хотя мы хотим читать порциями фиксированного размера в BUFSIZ, маловероятно, что размер самого файла кратен BUFSIZ. При чтении из файла завершающей, меньшей порции байтов, возвращаемое значение указывает, сколько байтов buffer получили новые данные. В стандартный вывод должны быть скопированы только эти байты, а не весь буфер целиком.

Условие 'wcount != rcount' в строке 60 является правильным способом проверки на ошибки; если были записаны некоторые, но не все данные, wcount будет больше нуля, но меньше rcount.

В заключение process проверяет наличие ошибок чтения (строки 68–72), а затем пытается закрыть файл. В случае (маловероятном) неудачного завершения close (строка 75) она выводит сообщение об ошибке. Избежание закрытия стандартного ввода не является абсолютно необходимым в данной программе, но является хорошей привычкой при разработке больших программ, в случае, когда другой код где-то в другом месте хочет что-то с ним делать или если порожденная программа будет наследовать его. Последний оператор (строка 82) возвращает 1, если были ошибки, и 0 в противном случае.

68 if (rcount < 0) {
69 fprintf(stderr, "%s: %s: read error: %s\n",
70 myname, file, strerror(errno));
71 errors++;
72 }
73
74 if (fd != 0) {
75 if (close(fd) < 0) {
76 fprintf(stderr, "%s: %s: close error: %s\n",
77 myname, file, strerror(errno));
78 errors++;
79 }
80 }
81
82 return (errors != 0);
83 }

ch04-cat проверяет на ошибки каждый системный вызов. Хотя это утомительно, зато предоставляет устойчивость (или по крайней мере, ясность): когда что-то идет не так, ch04-cat выводит сообщение об ошибке, которое специфично настолько, насколько это возможно. В сочетании с errno и strerror это просто. Вот все с ch04-cat, всего 88 строк кода!