Linux программирование в примерах

Для подведения итогов вот несколько важных моментов, которые нужно понять относительно ввода/вывода в Unix:

Ввод/вывод не интерпретируется

Системные вызовы ввода/вывода просто перемешают байты. Они не интерпретируют данные; вся интерпретация оставлена программе уровня пользователя. Это делает чтение и запись двоичных структур таким же простым, как чтение и запись строк текста (на самом деле, проще, хотя использование двоичных данных привносит проблемы переносимости).

Ввод/вывод гибок

За один раз вы можете прочесть или записать столько байтов, сколько захотите. Вы можете даже читать или записывать данные по одному байту за раз, хотя для больших объемов данных это обходится дороже, чем использование больших порций.

Ввод/вывод прост

Три уровня возвращаемых значений (отрицательные для ошибок, ноль для конца файла и положительные для счета) делают программирование простым и очевидным.

Ввод/вывод может быть частичным

Как read, так и write могут переместить меньше байтов, чем запрошено. Код приложения (т.е. ваш код) всегда должен учитывать это.

4.4.4. Пример: Unix cat

Как и было обещано, вот версия cat V7 [47] . Она начинается с проверки опций, cat V7 принимает единственную опцию, – u, для осуществления небуферированного вывода.

Общая структура сходна с той, которую мы видели ранее; программа перечисляет файлы, указанные в аргументах командной строки и читает каждый файл, по одному символу за раз, посылая этот символ в стандартный вывод. В отличие от нашей версии, она использует возможности <stdio.h>. Во многих случаях код, использующий стандартную библиотеку ввода/вывода, проще читать и писать, поскольку все проблемы с буферами скрыты библиотекой.

47

См. /usr/src/cmd/cat.c в дистрибутиве V7. Программа без изменений компилируется для GNU/Linux. — Примеч. автора.

1 /*
2 * Объединение файлов.
3 */
4
5 #include <stdio.h>
6 #include <sys/types.h>
7 #include <sys/stat.h>
8
9 char stdbuf[BUFSIZ];
10
11 main(argc, argv) /* int main(int argc, char **argv) */
12 char **argv;
13 {
14 int fflg = 0;
15 register FILE *fi;
16 register c;
17 int dev, ino = -1;
18 struct stat statb;
19
20 setbuf(stdout, stdbuf);
21 for( ; argc>1 && argv[1][0] == '-'; argc--, argv++) {
22 switch(argv[1][1]) { /* Обработка опций */
23 case 0:
24 break;
25 case 'u':
26 setbuf(stdout, (char*)NULL);
27 continue;
28 }
29 break;
30 }
31 fstat(fileno(stdout), &statb); /* Строки 31-36 объясняются в главе 5 */
32 statb.st_mode &= S_IFMT;
33 if (statb.st_mode != S_IFCHR && statb.st_mode != S_IPBLK) {
34 dev = statb.st_dev;
35 ino = statb.st_ino;
36 }
37 if (argc < 2) {
38 argc = 2;
39 fflg++;
40 }
41 while (--argc > 0) { // Loop over files
42 if (fflg || (*++argv)[0] == '-' && (*argv)[1] == '\0')
43 fi = stdin;
44 else {
45 if ((fi = fopen(*argv, "r")) == NULL) {
46 fprintf(stderr, "cat: can't open %s\n", *argv);
47 continue;
48 }
49 }
50 fstat(fileno(fi), &statb); /* Строки 50-56 объясняются в главе 5 */
51 if (statb.st_dev == dev && statb.st_ino == ino) {
52 fprintf(stderr, "cat: input %s is output\n",
53 fflg ? "-" : *argv);
54 fclose(fi);
55 continue;
56 }
57 while ((c=getc(fi)) != EOF) /* Копировать содержимое в stdout */
58 putchar(с);
59 if (fi != stdin)
60 fclose(fi);
61 }
62 return(0);
63 }

Следует заметить, что программа всегда завершается успешно (строка 62); можно было написать ее так, чтобы отмечать ошибки и указывать их в возвращаемом значении main. (Механизм завершения процесса и значение различных кодов завершения обсуждаются в разделе 9.1.5.1 «Определение статуса завершения процесса».)

Код, работающий с struct stat и функцией fstat (строки 31–36 и 50–56), без сомнения, непрозрачен, поскольку мы еще не рассматривали эти функции и не будем рассматривать до следующей главы (Но обратите внимание на использование fileno в строке 50 для получения нижележащего дескриптора файла, связанного с переменными FILE*.) Идея в основе этого кода заключается в том, чтобы убедиться, что входной и выходной файлы не совпадают. Это предназначено для предотвращения бесконечного роста файла, в случае подобной команды:

$ cat myfile >> myfile /* Добавить копию myfile к себе? */

И конечно же, проверка работает:

$ echo hi > myfile /* Создать файл */
$ v7cat myfile >> myfile /* Попытка добавить файл к себе */
cat: input myfile is output

Если вы попробуете это с ch04-cat, программа продолжит работу, и myfile будет расти до тех пор, пока вы не прервете ее. GNU версия cat осуществляет эту проверку. Обратите внимание, что что-то вроде этого выходит за рамки контроля cat: