Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

В качестве примера использования системного вызова dup2(2) рассмотрим вариант реализации слияния потоков в командном интерпретаторе shell:

$ runme >/tmp/file1 2>&1

Фрагмент кода

...

/* Закроем ассоциацию стандартного потока вывода (1)

с файлом (терминалом) */

close(1);

/* Назначим стандартный поток вывода в файл

/tmp/file1 (fd==1) */

fd = open("/tmp/file1", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC);

/* Выполним слияние потоков */

dup2(fd, 2);

...

С файловым дескриптором связан файловый указатель , определяющий текущее смещение в файле, начиная с которого будет произведена последующая операция чтения или записи. В свою очередь каждая операция чтения или записи увеличивают значение файлового указателя на число считанных или записанных байт. При открытии файла, файловый указатель устанавливается равным 0 или, если указан флаг O_APPEND, равным размеру файла. С помощью функции lseek(2) можно установить файловый указатель на любое место файла и тем самым обеспечить прямой доступ к любой части файла. Функция имеет следующий вид:

#include

off_t lseek(int fildes, off_t offset, int whence);

Интерпретация аргумента offsetзависит от аргумента whence, который может принимать следующие значения:

В случае успеха функция возвращает положительное целое, равное текущему значению файлового указателя.

Относительно системного вызова lseek(2) необходимо сделать два замечания. Во-первых, lseek(2) не инициирует никакой операции ввода/вывода, лишь изменяя значения файлового указателя в файловой таблице ядра. Во-вторых, смещение, указанное в качестве аргумента lseek(2) , может выходить за пределы файла. В этом случае, последующие операции записи приведут к увеличению размера файла и, в то же время, к образованию дыры — пространства, формально незаполненного данными. В реальности, дыры заполняются нулями, но могут в ряде случаев привести к неприятным последствиям, с причиной и описанием которых вы сможете ознакомиться в главе 4 при обсуждении внутренней структуры файла.

Функции read(2) и readv(2) позволяют считывать данные из файла, на который указывает файловый дескриптор, полученный с помощью функций open(2) , creat(2) , dup(2) , dup2(2) , pipe(2) или fcntl(2) . Функции имеют следующий вид:

#include

ssize_t read(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

#include

#include

ssize_t readv(int fildes, struct iovec *iov, int iovcnt);

Аргументы, передаваемые функции read(2) , указывают, что следует считать nbyteбайт из файла, связанного с дескриптором fildes, начиная с текущего значения файлового указателя. Считанные данные помещаются в буфер приложения, указатель на который передается в аргументе buf. После завершения операции значение файлового указателя будет увеличено на nbyte.

Функция readv(2) позволяет выполнить iovcntпоследовательных операций чтения за одно обращение к readv(2) . Аргумент iovуказывает на массив структур, каждый элемент которого имеет вид:

struct {

void *iov_base;Указатель на начало буфера

size_t iov_len;Размер буфера

} iovec;

Функция readv(2) считывает данные из файла и последовательно размещает их в нескольких буферах, определенных массивом iov. Такой характер работы, проиллюстрированный на рис. 2.8, получил название scatter read (от scatter (англ.) — разбрасывать). Общее число считанных байт в нормальной ситуации равно сумме размеров указанных буферов.

Рис. 2.8. Чтение файла с использованием нескольких буферов

Функции write(2) и writev(2) очень похожи на функции read(2) и readv(2) , но используются для записи данных в файл. Функции имеют следующий вид:

#include

ssize_t write(int fildes, void *buf, size_t nbyte);

#include

#include

ssize_t writev(int fildes, struct iovec *iov, int iovcnt);

Аргументы, передаваемые функции write(2) , указывают, что следует записать nbyteбайт в файл, связанный с дескриптором fildes, начиная с текущего значения файлового указателя. Данные для записи находятся в буфере приложения, указанном аргументом buf. После завершения операции значение файлового указателя будет увеличено на nbyte.