【Linux基础IO篇】系统文件接口（1）

news2024/11/22 11:45:06

【Linux基础IO篇】系统文件接口（1）

目录

  • 【Linux基础IO篇】系统文件接口（1）
      • 回顾C语言的文件接口
      • 系统文件I/O
        • open接口的介绍
      • open函数返回值
        • 文件描述符fd（小整数）
        • 文件描述符的分配规则
      • 重定向
      • dup2系统调用
      • 改进myshell，添加重定向功能

作者：爱写代码的刚子

时间：2023.11.1

前言：本篇博客是关于C语言文件接口的回顾，以及学习在Linux系统下关于文件的系统调用接口。

回顾C语言的文件接口

在本篇博客不详细介绍，可以参考我之前写的一篇博客：

文件操作有关知识

注意：C默认会打开三个输入输出流，分别是stdin，stdout，stderr，这三个流类型都是FILE* ，fopen返回值类型：文件指针

系统文件I/O

用系统接口模拟上面的文件接口：

写入文件：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

读取文件：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

open接口的介绍

在这里插入图片描述

pathname：要打开或者要创建的目标文件

flag：打开文件时，可以传入多个参数选项，用一个或多个常量进行’或’运算，构成flags

参数：

  • O_RDONLY: 只读打开
  • O_WRONLY: 只写打开
  • O_RDWR : 读，写打开

这三个常量，必须指定一个且只能指定一个

  • O_CREAT : 若文件不存在，则创建它。需要使用mode选项，来指明新文件的访问权限
  • O_APPEND: 追加写
  • O_TRUNC:将文件原本的内容全部丢弃，文件大小变为0。

返回值：

  • 成功：新打开的文件描述符
  • 失败：-1

我们可以参照flags参数的形式自己编写一个类似效果的代码：


#define ONE (1<<0) // 1
#define TWO (1<<1) // 2
#define THREE (1<<2) // 4
#define FOUR (1<<3) // 8

void show(int flags)
{
    if(flags&ONE) printf("hello function1\n");
    if(flags&TWO) printf("hello function2\n");
    if(flags&THREE) printf("hello function3\n");
    if(flags&FOUR) printf("hello function4\n");
}

int main()
{
    printf("-----------------------------\n");
    show(ONE);
    printf("-----------------------------\n");
    show(TWO);
    printf("-----------------------------\n");

    show(ONE|TWO);
    printf("-----------------------------\n");
    show(ONE|TWO|THREE);
    printf("-----------------------------\n");
    show(ONE|THREE);
    printf("-----------------------------\n");
    show(THREE|FOUR);
    printf("-----------------------------\n");
}

注意使用第三个函数参数mode_t mode时，需要考虑当前的权限掩码，如果需要屏蔽权限掩码，则需要将当前进程的掩码设为0（umask(0);）

在这里插入图片描述

st_mode也用到了mode_t类型的变量.

  • open 函数具体使用哪个，和具体应用场景相关，如目标文件不存在，需要open创建，则第三个参数表示创建文件的默权限。

  • write、read、close、lseek，类比C文件相关接口

open函数返回值

  • 系统调用和库函数，C语言中的库函数对系统调用接口进行了一系列封装，（如：fopen、fclose、fread、fwrite统称为库函数libc）

  • 而，open、close、read、write、lseek都属于系统调用接口

在这里插入图片描述

f#系列的函数，都是对系统调用函数的封装。

文件描述符fd（小整数）

0 & 1 & 2

  • Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符，分别是标准输入0， 标准输出1， 标准错误2.

  • 0,1,2对应的物理设备一般是:键盘，显示器，显示器

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用，所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包涵一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针!所以，本质上，文件描述符就是该数组的下标。所以，只要拿着文件描述符，就可以找到对应的文件

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

文件描述符的分配规则

实验(图片中的perror中的内容应该为open，当时写错了)：

在这里插入图片描述

以上图片中我们关闭了显示器一号文件，再打开test.c，运行程序

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

以上结果中我们发现本来应该要向显示器显示的数据却打印到了文件中，说明新打开的文件将1作为了当前文件的文件描述符

结论：在files_struct数组中，找到当前没有被使用的最小的一个下标，作为新的文件描述符。

重定向

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

将本来应该输出到显示器的文件写入到文件中

此时，我们发现，本来应该输出到显示器上的内容，输出到了文件test1.c当中，其中，fd=1。这种现象叫做输出重定向。常见的重定向：>、>>、<

重定向本质:

在这里插入图片描述

dup2系统调用

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
解释为什么’\n’不能刷新缓冲区，而是必须使用fflush函数手动刷新：

  • 标准输出它本身是行缓冲，本来反斜杠N可以刷新，但是现在把它重定向到另外一个文件当中了，但普通文件是全缓冲，行缓冲就不生效了，所以说’\n‘就没用，flush是把它重新再刷新一下，全部的缓冲区就能刷出来了。

在这里插入图片描述

printf是C库当中的IO函数，一般往 stdout 中输出，但是stdout底层访问文件的时候，找的还是fd:1, 但此时，fd:1 下标所表示内容，已经变成了myfile的地址，不再是显示器文件的地址，所以，输出的任何消息都会往文件中写 入，进而完成输出重定向。

改进myshell，添加重定向功能

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <ctype.h>
#include <fcntl.h>

#define LEFT "["
#define RIGHT "]"
#define LABLE "#"
#define DELIM " \t"
#define LINE_SIZE 1024
#define ARGC_SIZE 32
#define EXIT_CODE 44

#define NONE -1
#define IN_RDIR     0
#define OUT_RDIR    1
#define APPEND_RDIR 2

int lastcode = 0;
int quit = 0;
extern char **environ;
char commandline[LINE_SIZE];
char *argv[ARGC_SIZE];
char pwd[LINE_SIZE];
char *rdirfilename = NULL;
int rdir = NONE;

// 自定义环境变量表
char myenv[LINE_SIZE];
// 自定义本地变量表


const char *getusername()
{
    return getenv("USER");
}

const char *gethostname1()
{
    return getenv("HOSTNAME");
}

void getpwd()
{
    getcwd(pwd, sizeof(pwd));
}

void check_redir(char *cmd)
{

    // ls -al -n
    // ls -al -n >/</>> filename.txt
    char *pos = cmd;
    while(*pos)
    {
        if(*pos == '>')
        {
            if(*(pos+1) == '>'){
                *pos++ = '\0';
                *pos++ = '\0';
                while(isspace(*pos)) pos++;
                rdirfilename = pos;
                rdir=APPEND_RDIR;
                break;
            }
            else{
                *pos = '\0';
                pos++;
                while(isspace(*pos)) pos++;
                rdirfilename = pos;
                rdir=OUT_RDIR;
                break;
            }
        }
        else if(*pos == '<')
        {
            *pos = '\0'; // ls -a -l -n < filename.txt
            pos++;
            while(isspace(*pos)) pos++;
            rdirfilename = pos;
            rdir=IN_RDIR;
            break;
        }
        else{
            //do nothing
        }
        pos++;
    }
}


void interact(char *cline, int size)
{
    getpwd();
    printf(LEFT"%s@%s %s"RIGHT""LABLE" ", getusername(), gethostname1(), pwd);
    char *s = fgets(cline, size, stdin);
    assert(s);
    (void)s;
    // "abcd\n\0"
    cline[strlen(cline)-1] = '\0';

    //ls -a -l > myfile.txt
    check_redir(cline);
}

int splitstring(char cline[], char *_argv[])
{
    int i = 0;
    argv[i++] = strtok(cline, DELIM);
    while(_argv[i++] = strtok(NULL, DELIM)); // 是=不是==
    return i - 1;
}

void NormalExcute(char *_argv[])
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0){
        perror("fork");
        return;
    }
    else if(id == 0){
        int fd = 0;

        // 做了重定向的工作，后面在进行程序替换的时候并不影响
        if(rdir == IN_RDIR)
        {
            fd = open(rdirfilename, O_RDONLY);
            dup2(fd, 0);
        }
        else if(rdir == OUT_RDIR)
        {
            fd = open(rdirfilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC, 0666);
            dup2(fd, 1);
        }
        else if(rdir == APPEND_RDIR)
        {
            fd = open(rdirfilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND, 0666);
            dup2(fd, 1);
        }
        //让子进程执行命令
        //execvpe(_argv[0], _argv, environ);
        execvp(_argv[0], _argv);
        exit(EXIT_CODE);
    }
    else{
        int status = 0;
        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if(rid == id) 
        {
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
        }
    }
}

int buildCommand(char *_argv[], int _argc)
{
    if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "cd") == 0){
        chdir(argv[1]);
        getpwd();
        sprintf(getenv("PWD"), "%s", pwd);
        return 1;
    }
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "export") == 0){
        strcpy(myenv, _argv[1]);
        putenv(myenv);
        return 1;
    }
    else if(_argc == 2 && strcmp(_argv[0], "echo") == 0){
        if(strcmp(_argv[1], "$?") == 0)
        {
            printf("%d\n", lastcode);
            lastcode=0;
        }
        else if(*_argv[1] == '$'){
            char *val = getenv(_argv[1]+1);
            if(val) printf("%s\n", val);
        }
        else{
            printf("%s\n", _argv[1]);
        }

        return 1;
    }

    // 特殊处理一下ls
    if(strcmp(_argv[0], "ls") == 0)
    {
        _argv[_argc++] = "--color";
        _argv[_argc] = NULL;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    while(!quit){
        // 1.
        rdirfilename = NULL;
        rdir = NONE;
        // 2. 交互问题,获取命令行, ls -a -l > myfile / ls -a -l >> myfile / cat < file.txt
        interact(commandline, sizeof(commandline));

        // commandline -> "ls -a -l -n\0" -> "ls" "-a" "-l" "-n"
        // 3. 子串分割的问题，解析命令行
        int argc = splitstring(commandline, argv);
        if(argc == 0) continue;

        // 4. 指令的判断 
        // debug
        //for(int i = 0; argv[i]; i++) printf("[%d]: %s\n", i, argv[i]);
        //内键命令，本质就是一个shell内部的一个函数
        int n = buildCommand(argv, argc);

        // 5. 普通命令的执行
        if(!n) NormalExcute(argv);
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1162299.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

大模型训练时的内存泄漏与显存不足

大模型训练时的内存泄漏与显存不足

内存泄漏位置 位置1 FaceDetection 不可重复创建FaceDetection&#xff0c;该位置是内存泄漏的大头 mediapipe.solutions.face_detection.FaceDetection(model_selection1, min_detection_confidence0.5)位置2 tensorboardX 不可重复创建 tensorboardX.SummaryWriter Summ…
阅读更多...
2023年新疆电气年会-安科瑞 蒋静

2023年新疆电气年会-安科瑞 蒋静

2023年新疆电气年会于10月12-13日在五家渠市五家渠青湖御园酒店隆重召开。安科瑞电气股份有限公司受邀参会&#xff0c;为大会带来了主题演讲和产品现场展示&#xff01; 大会以“绿色低碳、智慧新疆”主题&#xff0c;分为专题学术报告、工程信息交流、论文颁奖、产品展示等环…
阅读更多...
基于Vite使用VitePress搭建静态站点博客

基于Vite使用VitePress搭建静态站点博客

使用VitePress搭建静态站点博客 官方文档什么是VitePress&#xff1f;一、初始化项目1.安装依赖包VitePress可以单独使用&#xff0c;也可以安装到现有的项目中。在这两种情况下&#xff0c;您都可以安装它: (也可以全局安装&#xff0c;建议&#xff1a;当前项目内安装) 2.初始…
阅读更多...
c语言思维框图

c语言思维框图

思维框图 文章目录 前言一、c语言思维框图总结 前言 附件为c语言思维框图。 一、c语言思维框图 后面可以增加更多框图&#xff0c;比如c/c学习路线图。 总结 提示&#xff1a;这里对文章进行总结&#xff1a; 例如&#xff1a;以上就是今天要讲的内容&#xff0c;本文仅仅简单…
阅读更多...
Xilinx 产品制程工艺

Xilinx 产品制程工艺

A – 45nm 供货至2030年 Sparton6 xx 提供卓越的连接功能&#xff0c;例如高逻辑引脚比、小尺寸封装、MicroBlaze™ 软处理器&#xff0c;以及多种受支持的 I/O 协议。 B – 28nm 供货至2035年 spartan-7\artix-7 \kintex-7\virtex-7\Zynq™ 7000 SoC 工艺节点上的持续创新…
阅读更多...
Python-市场交易中的概率夏普比率 (PSR)

Python-市场交易中的概率夏普比率 (PSR)

“虽然偏度和峰度不会影响夏普比率的点估计，但它会极大地影响其置信带，从而影响其统计显着性”Bailey 和 Lpez de Prado 1 0. 简介 今天，我们将讨论备受推崇的夏普比率（SR），该指标几
阅读更多...
野火霸天虎 STM32F407 学习笔记_2 寄存器介绍

野火霸天虎 STM32F407 学习笔记_2 寄存器介绍

寄存器 虽然正式编程没有必要用寄存器编程&#xff0c;通常都是库函数或者 hal 库。但是还是有必要学一下原理的。 寄存器映射 芯片视图如下。 丝印&#xff1a;芯片上印的信息。型号&#xff0c;内核&#xff0c;生产批次等。 引脚&#xff1a;左上角是有小圆点的&#x…
阅读更多...
CH09_重新组织数据

CH09_重新组织数据

拆分变量&#xff08;Split Variable&#xff09; 曾用名&#xff1a;移除对参数的赋值&#xff08;Remove Assignments to Parameters&#xff09; 曾用名&#xff1a;分解临时变量&#xff08;Split Temp&#xff09; let temp 2 * (height width); console.log(temp); t…
阅读更多...
JVM——类的生命周期（加载阶段，连接阶段，初始化阶段）

JVM——类的生命周期（加载阶段，连接阶段，初始化阶段）

目录 1.加载阶段2.连接阶段1.验证2.准备3.解析 3.初始化阶段4.总结 类的生命周期 1.加载阶段 ⚫ 1、加载(Loading)阶段第一步是类加载器根据类的全限定名通过不同的渠道以二进制流的方式获取字节码信息。 程序员可以使用Java代码拓展的不同的渠道。 ⚫ 2、类加载器在加载完类…
阅读更多...
SAP 物料凭证在凭证流中显示归档

SAP 物料凭证在凭证流中显示归档

问题&#xff1a; 在交货单做过PGI/PGR之后&#xff0c;显示物料凭证已归档&#xff0c;但是实际上并不是人为归档 MIGO去显示物料凭证的时候显示不存在 VL09 无法冲销 如下图所示 原因&#xff1a;1.人为做了归档 2.在做PGI的时候出现了异常。导致出现了问题 解决…
阅读更多...
本章内容的重点是对各种电子式电动机保护器电路的原理分析和故障维修指导，对电子式电动机保护器以下简称为电动机保护器。

本章内容的重点是对各种电子式电动机保护器电路的原理分析和故障维修指导，对电子式电动机保护器以下简称为电动机保护器。

上世纪八十年代之前&#xff0c;电子技术的应用尚处于初级阶段&#xff0c;对电动机的保护任务多由热继电器承担&#xff0c;国内型号为为JR20-XX系列、JR36-XX系列等。其保护机理如下&#xff1a;热继电器由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段…
阅读更多...
react-hook-form。 useFieldArray Controller 必填，报错自动获取较多疑问记录

react-hook-form。 useFieldArray Controller 必填，报错自动获取较多疑问记录

背景 动态多个数据Controller包裹时候&#xff0c;原生html标签input可以add时候自动获取焦点&#xff0c;聚焦到最近不符合要求的元素上面 matiral的TextField同样可以可是x-date-pickers/DatePicker不可以❌ 是什么原因呢&#xff0c;内部提供foucs&#xff1f;&#xff1f;属…
阅读更多...
【C++】医学影像信息管理系统源码

【C++】医学影像信息管理系统源码

狭义的医学影像信息系统是指基于医学影像存储和通信系统的管理系统&#xff0c;从技术上解决了影像处理技术。临床信息系统是指支持医院医务人员临床活动&#xff0c;收集和处理患者临床医疗信息的信息管理系统。放射科信息系统是指放射科挂号、分诊、影像诊断报告、信息查询、…
阅读更多...
在Qt中解决opencv的putText函数无法绘制中文的一种解决方法

在Qt中解决opencv的putText函数无法绘制中文的一种解决方法

文章目录 1.问题2.查阅资料3.解决办法 1.问题 在opencv中&#xff0c;假如直接使用putText绘制中文&#xff0c;会在图像上出现问号&#xff0c;如下图所示&#xff1a; 2.查阅资料 查了一些资料&#xff0c;说想要解决这个问题&#xff0c;需要用到freetype库或者用opencv…
阅读更多...
ASO优化之Google Play评分评论的重要性

ASO优化之Google Play评分评论的重要性

应用程序的成果不仅仅是拥有功能齐全且无错误的产品&#xff0c;评分和评论会影响谷歌应用商店的排名算法&#xff0c;好评和差评都会影响应用在商店中的排名&#xff0c;这是关于与用户建立信任的一个环节。 1、积极主动地管理评论。 定期监控评论、解决用户问题以及根据反馈…
阅读更多...
python脚本-网页爬虫获取网页图片

python脚本-网页爬虫获取网页图片

python脚本-网页爬虫获取网页图片 代码 import requests import re import time url"http://10.9.47.154/python-spider/" # 爬取网站的url headers {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like …
阅读更多...
阿里云双11特惠：云服务器1年99元，新老同享，续费同价！

阿里云双11特惠：云服务器1年99元，新老同享，续费同价！

2023年双11阿里云推出了金秋云创季活动&#xff0c;云服务器特惠&#xff0c;2核2G云服务器1年99元&#xff0c;新老同享&#xff0c;续费同价&#xff01; 活动地址&#xff1a; https://txy.ink/aliyun/ 活动详情&#xff1a; 阿里云面向个人开发者、学生、小微企业推出爆…
阅读更多...
电压跟随器输入脚悬空引起的振荡

电压跟随器输入脚悬空引起的振荡

昨天在调试一个电路板的时候&#xff0c;发现进单片机AD脚的信号上面有个50Hz的波形&#xff0c;峰峰值还挺大&#xff0c;有几百毫伏。这种情况只有在输入端悬空的时候才出现&#xff1b;在输入端接了信号或者传感器的时候&#xff0c;就又正常了。 经过排查&#xff0c;发现…
阅读更多...
92 数据流中的中位数

92 数据流中的中位数

数据流中的中位数 题解1 小根堆大根堆另一种写法 中位数是有序整数列表中的中间值。如果列表的大小是偶数&#xff0c;则没有中间值&#xff0c;中位数是两个中间值的平均值。 例如 arr [2,3,4] 的中位数是 3 。 例如 arr [2,3] 的中位数是 (2 3) / 2 2.5 。 实现 MedianFi…
阅读更多...
使用Java与Jsoup库构建有趣的爬虫项目

使用Java与Jsoup库构建有趣的爬虫项目

目录 一、网络爬虫的概念和应用 二、Jsoup库的功能和优势 三、使用Java与Jsoup库编写网络爬虫 四、网络爬虫的法律和道德问题 五、注意事项 六、总结 本文将深入探讨如何使用Java与Jsoup库构建一个实际且有趣的网络爬虫项目。我们将首先简要介绍网络爬虫的概念和应用&…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023