Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

size_t read(int fd, void * buf, size_t length);

size_t read(int fd, const void * buf, size_t length);

Обе функции принимают файловый дескриптор fd, указатель на буфер buf и длину буфера length, read() читает из файлового дескриптора и помещает полученные данные в буфер; write() пишет length байт из буфера в файл. Обе функции возвращают количество переданных байт, или -1 в случае ошибки (это означает, что ничего не было прочитано или записано).

Теперь, когда мы описали эти системные вызовы, рассмотрим простой пример, создающий файл hw в текущем каталоге и записывающий в него строку "Добро пожаловать!".

 1: /* hwwrite.с */

 2:

 3: #include

 4: #include

 5: #include

 6: #include

 7: #include

 8:

 9: int main(void) {

10:  int fd;

11:

12:  /* открыть файл, создавая его, если он не существовал, и удаляя

13:     его содержимое в противном случае */

14:  if ((fd = open("hw", O_TRUNC | O_CREAT | O_WRONLY, 0644)) < 0) {

15:   perror("open");

16:   exit(1);

17:  }

18:

19:  /* магическое число 18 - это кол-во символов, которые

20:     будут записаны */

21:  if (write(fd, "Добро пожаловать!\n", 18) != 18) {

22:   perror("write");

23:   exit(1);

24:  }

25:

26:  close(fd);

27:

28:  return 0;

29: }

Ниже показано, что получится, если запустить hwwrite.

$ cat hw

cat: hw: No such file or directory

cat: hw: Файл или каталог не существует

$ ./hwwrite

$ cat hw

Добро пожаловать!

$

Для изменения этой программы, чтобы она читала файл, нужно просто изменить open(), как показано ниже, и заменить write() статической строки на read() в буфер.

open("hw", O_RDONLY);

Файлы Unix можно разделить на две категории: просматриваемые (seekable) и непросматриваемые (nonseekable)[43]. Непросматриваемые файлы представляют собой каналы, работающие в режиме "первый вошел — первый вышел" (FIFO), которые не поддерживают произвольное чтение или запись, их данные не могут быть перечитаны или перезаписаны. Просматриваемые файлы позволяют читать и писать в произвольное место файла. Каналы и сокеты являются не просматриваемыми файлами; блоковые устройства и обычные файлы являются просматриваемыми.

Поскольку FIFO — это непросматриваемые файлы, то, очевидно, что read() читает их с начала, a write() пишет в конец. С другой стороны, просматриваемые файлы не имеют очевидной точки для этих операций. Вместо этого здесь вводится понятие "текущего" положения, которое перемещается вперед после операции. Когда просматриваемый файл изначально открывается, текущее положение устанавливается в его начало, со смещением 0. Если затем из него читается 10 байт, то текущее положение перемещается в точку со смещением 10 от начала, а запись 5 байт переписывает данные, начиная с одиннадцатого байта в файле (то есть, со смещения 10, где расположена текущая позиция после чтения). После такой записи текущая позиция находится в позиции, смещенной на 15 относительно начала файла — сразу после перезаписанных данных.

Если текущая позиция совпадает с концом файла и процесс пытается читать их этого файла, то read() возвращает 0 вместо ошибки. Если же данные записываются в конец файла, то он растет с тем, чтобы вместить дополнительные данные, и его текущая позиция устанавливается в конец файла. Каждый файловый дескриптор отслеживает независимую текущую позицию[44] (она не хранится в файловом inode), поэтому если файл открыт множество раз множеством процессов, или несколько раз одним и тем же процессом, то чтения и записи, выполняемые через один дескриптор, никак не влияют на позиции чтения и записи, выполненные через другой дескриптор. Конечно, множественные операции записи могут повредить файл другими способами, поэтому блокировка определенного рода в такой ситуации может понадобиться.

Файлы, открытые с флагом O_APPEND ведут себя несколько иначе. Для таких файлов текущая позиция перемещается в конец файла перед тем, как ядро осуществит в него запись. После записи текущая позиция перемещается в конец записанных данных, как обычно. Для файлов, работающих в режиме только для добавления, это гарантирует, что текущая позиция файла всегда будет находиться в его конце немедленно после вызова write().