Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Приложения, которые хотят читать и писать данные с произвольного места файла, должны установить текущую позицию перед выполнением операции чтения или записи данных, используя lseek().

#include

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

Текущая позиция для файла fd перемещается на offset байт относительно whence, где whence принимает одно из следующих значений:

SEEK_SET[45] Начало файла.

SEEK_CUR Текущая позиция в файле.

SEEK_END Конец файла.

Для SEEK_CUR и SEEK_END значение offset может быть отрицательным. В этом случае текущая позиция перемещается в сторону начала файла (от whence), а не в сторону конца. Например, приведенный ниже код перемещает текущую позицию на 5 байт назад от конца файла.

lseek(fd, -5, SEEK_END);

Системный вызов lseek() возвращает новую текущую позицию в файле относительно его начала, либо -1 в случае ошибки. То есть lseek(fd, 0, SEEK_END) — это просто способ определения размера файла, но следует убедиться, что вы сбросили текущую позицию, прежде чем читать из fd.

Хотя текущая позиция не разделяется другими процессами, которые одновременно имеют доступ к файлу[46], это не значит, что множество процессов могут безопасно осуществлять совместную запись в файл. Пусть имеется следующая последовательность.

Процесс A                Процесс B

lseek(fd, 0, SEEK_END);

                        lseek(fd, 0, SEEK_END);

                        write (fd, buf, 10);

write(fd, buf, 5);

В этом случае процесс А перепишет первые 5 байт данных, которые запишет процесс В, а это наверняка не то, чего вы хотели. Если множеству процессов нужно совместно писать данные в конец файла, должен быть использован флаг O_APPEND, который делает эту операцию атомарной.

В большинстве систем POSIX процессам разрешается перемещать текущую позицию за конец файла. При этом файл увеличивается до соответствующего размера и его текущая позиция устанавливается в новый конец файла. Единственной ловушкой может быть то, что большинство систем при этом не выделяют никакого дискового пространства для той части файла, которая не была записана — они просто изменяют логический размер файла.

Части файлов, которые "создаются" подобным образом, называют "дырками" (holes). Чтение из такой "дырки" в файле возвращает буфер, полный двоичных нулей, а запись в них может завершиться ошибкой по причине отсутствия свободного пространства на диске. Все это значит, что вызов lseek() не должен применяться для резервирования дискового пространства для позднейшего использования, поскольку такое пространство может быть и не выделено. Если ваше приложение нуждается в выделении некоторого дискового пространства для последующего использования, вы должны применять write(). Файлы с "дырками" часто используют для хранения редко расположенных в них данных, таких как файлы, представляющие хеш-таблицы.

Для простой демонстрации "дырок" в файлах, основанной на командной оболочке, рассмотрим следующий пример (/dev/zero — это символьное устройство, которое возвращает столько двоичных нулей, сколько процесс пытается прочитать из него).

$ dd if=/dev/zero of=foo bs=1k count=10

10+0 records in

10+0 records out

$ ls -l foo

-rw-rw-r-- 1 ewt ewt 10240 Feb 6 21:50 foo

$ du foo

10 foo

$ dd if=/dev/zero of=bar bs=1k count=1 seek=9

1+0 records in

1+0 records out

$ ls -l bar

-rw-rw-r-- 1 ewt ewt 10240 Feb 6 21:50 foo

$ du bar

1 bar

$

Хотя оба файла — и foo, и bar — имеют длину в 10 Кбайт, файл bar занимает только 1 Кбайт дискового пространства, потому что остальные 9 Кбайт были пропущены seek(), когда файл был создан или записан.

11.2.5. Частичное чтение и запись

Хотя обе функции — и read(), и write() — принимают параметр, указывающий, сколько байт нужно прочитать или записать, ни одна из них не гарантирует, что обработает указанное количество байт, даже если не случается никаких ошибок. Простейший пример этого — попытки чтения из обычного файла, который уже позиционирован в конце. Система не может прочитать ни одного байта, но это в то же время не является ошибкой. Вместо этого read() возвращает 0 байт. Точно так же, если текущая позиция находилась в 10 байт от конца файла, и была выполнена попытка прочитать из файла более 10 байт, то прочитано будет ровно 10 байт и вызов read() вернет число 10. Опять-таки это не рассматривается как ошибочная ситуация.