Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Краткая теория. Совокупность операций, при помощи которых программа читает и записывает файлы, называется вводом-выводом (input/output)

Совокупность операций, при помощи которых программа читает и записывает файлы, называется вводом-выводом (input/output). Если программа читает и записывает файлы посредством прямого обращения к ядру операционной системы, то такой ввод-вывод называется низкоуровневым.

Чтобы понять работу механизмов низкоуровневого ввода-вывода в Linux, рассмотрим сначала принципы чтения и записи файлов в стандартной библиотеке языка С.

Любую модель файлового ввода-вывода можно условно поделить на следующие составляющие:

1. абстракция файла;

2. механизмы открытия и закрытия файлов;

3. механизмы чтения и записи файлов;

4. механизмы произвольного доступа к данным в файле.

Применяя эти понятия к вводу-выводу стандартной библиотеки языка С, мы имеем возможность изучать низкоуровневый ввод-вывод в сравнении с аналогичными механизмами высокого уровня.

Абстракция файла в стандартной библиотеке языка С реализуется через тип данных file. Для этого создается указатель, который в дальнейшем будет участвовать в файловых операциях:

FILE * myfile;

Особого рассмотрения требуют следующие глобальные экземпляры:

extern FILE * stdin;
extern FILE * stdout;
extern FILE * stderr;

Эта "троица" представляет собой стандартный ввод (stdin), стандартный вывод (stdout) и стандартный поток ошибок (stderr). Ввод-вывод в Linux построен на одной аксиоме, которая гласит, что любая операция чтения или записи данных сводится к файловому вводу-выводу. Таким образом, любое "нечто", способное принимать или отправлять данные (клавиатура, экран, аппаратные устройства, сетевые соединения и т. п.) можно представить в виде файла.

Стандартный ввод, стандартный вывод и стандартный поток ошибок — это виртуальные "порталы", через которые система взаимодействует с пользователем. Как правило, стандартный ввод связан с драйвером клавиатуры, а стандартный вывод и стандартный поток ошибок ассоциируются с дисплеем компьютера.

Механизмы открытия и закрытия файлов в стандартной библиотеке языка С представлены следующими функциями:

FILE * fopen (const char * FLOCATION, const char * OPENJMODE);
FILE * freopen (const char * FLOCATION, const char * OPEN_MODE,FILE * FP);
FILE * fClose (FILE * FP);

Механизмы чтения и записи файлов реализованы в стандартной библиотеке в виде следующих функций:

int fgetc (FILE * FP);
int fputc (int byte, FILE * FP);
char * fgets (char * STR, int SIZE, FILE * FP);
int fputs (const char * STR, FILE * FP);
int fscanf (FILE * FP, const char * FMT,...);
int fprintf (FILE * FP, const char * FMT,...);
int vfscanf (FILE * FP, const char * FMT, va_list ap);
int vfprintf (FILE * FP, const char * FMT, va_list ap);

Файловый ввод-вывод предполагает, что чтение и запись данных осуществляются последовательно. Для этого к абстракции файла привязывается понятие текущей позиции ввода-вывода. Текущая позиция устанавливается в начало файла в момент его открытия. Операции чтения/записи смещают эту позицию вперед на количество прочитанных или записанных байтов. Для принудительного изменения текущей позиции используются механизмы произвольного доступа (random access). В стандартной библиотеке языка С произвольный доступ к данным осуществляется при помощи следующих механизмов:

· #define SEEK_SET 0

· «define SEEK_CUR 1

· «define SEEK_END 2

· typedef struct {...} fpos_t;

· int fseek (FILE * FP, long int OFFSET, int WHENCE);.

· int fgetpos (FILE * FP, fpos_t * POSITION);

· int fsetpos (FILE * FP, fpos_t * POSITION!;

· long int ftell (FILE * FP);

· void rewind (FILE * FP);

Рассмотрим пример программы, которая читает из файла "хвост" заданного размера и выводит его на экран. Первый аргумент программы— имя файла, второй аргумент— размер "хвоста". Все операции ввода-вывода осуществляются средствами стандартной библиотеки языка С.