Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

11.2.8. Прочие операции

Файловая модель Linux достаточно хорошо поддерживает стандартизацию большинства файловых операций через обобщенные функции наподобие read и write (например, запись в программный канал выполняется так же, как запись в файл на диске). Однако некоторые устройства поддерживают операции, которые плохо моделируются такой абстракцией. Например, терминальные устройства, представленные как устройства символьные, нуждаются в представлении метода изменения скорости терминала, и приводы CD-ROM, представленные как блочные устройства, нуждаются в том, чтобы знать, кода они должны воспроизводить аудиодорожки, чтобы помочь увеличить производительность работы программистов.

Все эти разнообразные операции доступны через единственный системный вызов — ioctl (сокращение для "I/O control" — управление вводом-выводом), прототип которого показан ниже.

#include <sys/ioctl.h>

int ioctl(int fd, int request, ...);

Хотя часто он применяется следующим образом:

int ioctl (int fd, int request, void *arg);

Всякий раз когда используется ioctl, его первый аргумент — это файл, с которым выполняются манипуляции, а второй аргумент указывает операцию, которая должна быть выполнена. Последний аргумент обычно представляет собой указатель на нечто, но на что именно, а так же точная семантика возвращаемого кода зависит от типа файла fd и типа запрошенной операции. Для некоторых операций arg — длинное целое вместо указателя; в этих случаях обычно применяется приведение типов. В нашей книге есть множество примеров применения ioctl, и вам нет нужды заботиться об ioctl до тех пор, пока вы не доберетесь до них.

11.3. Запрос и изменение информации inode

11.3.1. Поиск информации inode

В начале этой главы информационный узел файла (inode) был представлен как структура данных, которая отслеживает информацию о файле, независимо от представления ее для процесса. Например, размер файла является константой в любой момент времени — он не изменяется для разных процессов, которые имеют доступ к этому файлу (сравните это с текущей позицией в файле, которая уникальна для каждого вызова open, а не свойство самого файла). Linux предлагает три способа чтения информации inode.

#include <sys/stat.h>

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
int lstat (const char *pathname, struct stat *statbuf);
int fstat(int fd, struct stat *statbuf);

Первая версия, stat возвращает информацию inode для файла, на который осуществляется ссылка через pathname, следуя всем символическим ссылкам, которые она представляет. Если вы не хотите следовать символическим ссылкам (например, чтобы проверить, не является ли само имя такой ссылкой), то используйте вместо этого lstat. Последняя версия, fstat, возвращает inode, на который ссылается текущий открытый файловый дескриптор. Все три системных вызова заполняют структуру struct stat, на которую указывает параметр statbuf, информацией о файловом inode. В табл. 11.3 описана информация, доступная в struct stat.

Таблица 11.3. Члены структуры struct stat

Тип	Поле	Описание
dev_t	st_dev	Номер устройства, на котором находится файл.
ino_t	st_ino	Номер файлового on-disk inode. Каждый файл имеет номер on-disk inode, уникальный в пределах устройства, на котором он расположен. То есть пара (st_dev, st_ino) представляет собой уникальный идентификатор файла.
mode_t	st mode	Режим файла. Сюда включена информация о правах доступа и типе файла.
nlink_t	st_nlink	Количество путевых имен, ссылающихся на данный inode. Сюда не включаются символические ссылки, потому что они ссылаются на другие имена, а не на inode.
uid_t	st_uid	Идентификатор пользователя, владеющего файлом.
gid_t	st_gid	Идентификатор группы, владеющей файлом.
dev_t	st_rdev	Если файл — символьное или блочное устройство, это задает старший (major) и младший (minor) номера файла. Чтобы получить информацию о членах и макросах, которые манипулируют этим значением, обратитесь к обсуждению mknod далее в этой главе.
off_t	st size	Размер файла в байтах. Это определено только для обычных файлов.
unsigned long	st_blksize	Размер блока в файловой системе, хранящей файл.
unsigned long	st_blocks	Количество блоков, выделенных файлу. Обычно st_blksize * st_blocks — это немного больше, чем st_size, потому что некоторое пространство в конечном блоке не используется. Однако для файлов с "дырками" st_blksize * st_blocks может быть заметно меньше, чем st_size.
time_t	st_atime	Время последнего доступа к файлу. Обновляется при каждом открытии файла или модификации его inode.
time_t	st_mtime	Время последней модификации файла. Обновляется при изменении данных файла.
time_t	st_ctime	Последнее время изменения файла или его inode, включая владельца, группу, счетчик связей и так далее.

11.3.2. Простой пример stat

Рассмотрим простую программу, которая отображает информацию из lstat для каждого имени файла, переданного в аргументе. Она иллюстрирует, как использовать значения, возвращенные семейством функций stat.

 1: /* statsamp.с */
 2:
 3: /* Для каждого имени файла, переданного в командной строке, отображаем
 4: всю информацию, которую возвращает lstat для файла. */
 5:
 6: #include <errno.h>
 7: #include <stdio.h>
 8: #include <string.h>
 9: #include <sys/stat.h>
10: #include <sys/sysmacros.h>
11: #include <sys/types.h>
12: #include <time.h>
13: #include <unistd.h>
14:
15: #define TIME_STRING_BUF 50
16:
17: /* Пользователь передает buf (минимальной длины TIME_STRING_BUF) вместо
18: использования статического для функции буфера, чтобы избежать применения
19: локальных статических переменных и динамической памяти. Никаких ошибок
20: происходить не должно, поэтому никакой проверки ошибок не делаем. */
21: char *time String (time_t t, char *buf) {
22: struct tm *local;
23:
24: local = localtime(&t);
25: strftime(buf, TIME_STRING_BUF, "%c", local);
26:
27: return buf;
28: }
29:
30: /* Отобразить всю информацию, полученную от lstat по имени
31: файла как единственному параметру. */
32: int statFile(const char *file) {
33: struct stat statbuf;
34: char timeBuf[TIME_STRING_BUF];
35:
36: if (lstat(file, &statbuf)) {
37: fprintf(stderr, "не удалось lstat %s: %s\n", file,
38: strerror(errno));
39: return 1;
40: }
41:
42: printf("Имя файла : %s\n", file);
43: printf("На устройстве: старший %d/младший %d Inode номер: %ld\n" ,
44: major(statbuf.st_dev), minor(statbuf.st_dev),
45: statbuf.st_ino);
46: printf ("Размер : %-101d Тип: %07o"
47: "Права доступа : %05o\n", statbuf.st_size,
48: statbuf.st_mode & S_IFMT, statbuf.st_mode &~(S_IFMT));
49: printf("Владелец : %d Группа : %d"
50: " Количество ссылок : %d\n",
51: statbuf.st_uid, statbuf.st_gid, statbuf.st_nlink);
52: printf("Время создания : %s\n",