第十章 系统级I/O
输入操作是从I/O设备拷贝数据到主存,输出操作是从主存拷贝数据到I/O设备
10.1Unix I/O
一个Unix文件就是一个m个字节的序列:
所有的I/O设备都被模型化为文件,所有的输入和输出都被当作对相应文件的读和写来执行.这种将设备影射为文件的方式,称为Unix I/O
- 打开文件
- 改变当前文件位置
- 读写文件
- 关闭文件
10.2打开和关闭文件
进程是通过调用open函数来打开一个已存在的文件或者创建一个新文件的
flags参数指明了进程打算如何访问这个文件:
- O_RDONLY:只读
- O_WRONLY:只写
- O_RDWR:可读可写
flags参数也可以是一个或者更多位掩码的或,为写提供给一些额外的指示:
- O_CREAT:如果文件不存在，就创建他的一个截断的（空）文件
- O_TRUNC:如果文件已存在，就截断他
- O_APPEND:在每次写操作前，设置文件位置到文件的结尾处
进程通过调用close函数关闭一个打开的文件
10.3读和写文件
应用程序是通过分别调用read和write函数来执行输入和输出的
read函数从描述符为fd的当前文件位置拷贝最多n个字节到存储器位置buf。返回值-1表示一个错误，而返回值0表示EOF。否则，返回值表示的是实际传送的字节数量
write函数从存储器位置buf拷贝最多n个字节到描述符fd的当前文件位置。下图展示了一个程序使用read和write调用一次一个字节的从标准输入拷贝到标准输出
在某些情况下，read和write传送的字节比应用程序要求的要少。这些不足置不表示有错误，出现这种情况的原因如下：
- 读时遇到EOF
- 从终端读文本行
- 读和写网络套接字
10.4用RIO包健壮的读写
RIO提供了两类不同的函数：
- 无缓冲的输入输出函数
- 带缓冲的输入函数
无缓冲的输入输出函数：通过调用rio-readn和rio-writen函数，应用程序可以在存储器和文件之间直接传送数据
10.5读取文件元数据
应用程序能够通过调用stat和fstat函数，检索到关于文件的信息（元数据）
st-size成员包含了文件的字节数大小。st-mode成员则编码了文件访问许可位和文件类型
Unix识别大量不同的文件类型
- 普通文件：二进制或文本数据
- 目录文件：其他文件的信息
Unix提供的宏指令根据st-mode成员来确定文件的类型
10.6共享文件
可以用许多不同的方式来共享Unix文件
内核用三个相关的数据结构来表示打开的文件：
- 描述符表
- 文件表
- v-node表
10.7I/O重定向
Unix外壳提供了I/O重定向操作符，允许用户将磁盘文件和标准输入输出联系起来
I/O重定向一种方式是使用dup2函数工作
附录A 错误处理
错误处理包装函数:给定某个基本的系统级函数佛foo,给定一个有相同参数,只不过开头字母大写了的包装函数Foo.包装函数调用基本函数并检查错误.如果包装函数发现了错误那么它就打印一条信息并终止进程.否则,他返回到调用者
A.1Unix系统中的错误处理
系统级函数调用使用三种不同风格的返回错误:Unix风格,Posix风格,DNS风格
1.Unix风格的错误处理
Unix早期开发出来的函数的函数返回值既包括错误代码,也包括有用的结果
Unix风格的错误处理代码通常具有以下形式:
strerror函数返回某个errno值的文本描述
2.Posix风格的错误处理
只用返回值来表明成功(0)或者失败(非0),任何有用的结果都返回在通过引用传递进来的函数参数中
Posix风格的错误处理代码通常具有以下形式:
3.DNS风格的错误处理
在失败时返回NULL指针,并设置全局变量h_errno
DNS风格的错误处理代码通常具有以下形式:
4.错误报告函数小结
使用下列错误报告函数来包容不同的错误处理风格:
错误报告函数的代码:
A.2错误处理包装函数
- Unix风格的错误处理包装函数
如果wait返回一个错误,包装函数打印一条信息,然后退出.否则,他向调用者返回一个PID
- Posix风格的错误处理包装函数
他的错误返回码中不会包含有用的结果,所以成功时,包装函数返回void
- DNS风格的错误处理包装函数
