Н.В. Вдовикина, И.В. Машечкин, А.Н. Терехин, В.В. Тюляева - Программирование в ОС UNIX на языке Си, страница 11

Для каждой из этих групп доступ кфайлу определяется наличием права на чтение данных, права на запись данных и права на выполнение файла. Права доступа к файлузадаются в виде двоичного числа-комбинации из 9 бит, в которой 1 всоответствующем разряде означает наличие соответствующего права, а 0 – его отсутствие. Как правило, для удобства восприятия эточисло записывается в виде восьмеричной константы из 3х цифр, гдестаршая цифра задает права владельца, средняя – права группы,младшая – права остальных.В качестве второго параметра может выступать комбинацияследующих флагов:O_RDONLY - открыть файл только для чтения;O_WRONLY - открыть файл только для записи;O_RDWR - открыть файл для чтения и для записи;O_APPEND – указатель по чтению/записи установить наконец файла;O_CREAT – если файл с таким именем не существует, создать новый файл;67O_EXCL – если файл с таким именем существует, выдатьошибку;O_TRUNC – установить нулевую длину файла (стереть содержимое).Задача 1.

Создать для записи файл с именем “а.а” и следующими правами доступа: владельцу разрешен доступ по чтению и записи, группе и остальным – только по чтению. Если файл с такимименем уже существует, выдать ошибку.. . .int fd;if((fd=open(“a.a”,O_WRONLY | O_CREAT |O_EXCL,0644))==-1)/* эквивалентно creat(“a.a”,0644) */{printf(“error when creating file\n”);exit(1);}else /* создание файла прошло успешно */Примечание. Существует также отдельный системный вызовint creat(char *name, int perms) специально для созданияфайла.

Его использование эквивалентно вызову open с наборомфлагов O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC.Для завершения работы с файлом и освобождения файлового дескриптора служит системный вызов int close(int fd).Чтение и запись данныхЧтение данных из файла осуществляется при помощи системного вызоваint read(int fd, void* buf, int count).В качестве параметров ему указываются дескриптор ранее открытого файла (fd), указатель на область памяти, куда следует поместить считанные из файла данные (buf) и максимальное количество байт, которое способен вместить указанный буфер (count).Функция возвращает количество фактически прочитанных байт.

Если оно равно нулю или меньше третьего аргумента, то файл исчерпан.Запись в файл осуществляется при использовании системноговызова int write(int fd, void*buf, int count).При этом count байт из области памяти, на которую указывает buf, будет записано в файл с дескриптором fd.68Задача 2. Скопировать содержимое файла f1 в файл f2, гдеимена f1 и f2 задаются в командной строке. Файлу f2 установить такие же права доступа, как и у файла f1.#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>main(int argc, char**argv){ char buf[1024];int fd1,fd2,n;struct stat s;if((fd1=open(argv[1],O_RDONLY))==-1){printf(“ошибка при открытии файла\n”);return -1;}stat(argv[1],&s); /* получение прав доступа */if((fd2=creat(argv[2],s.st_mode)==-1){printf(“ошибка при создании файла\n”);return -1;}while((n=read(fd1,buf,1024))>0)write(fd2,buf,n);}При создании нового файла f2 будут копироваться права доступа файла f1.

Если же файл f2 уже существовал, его права доступаостанутся прежними. Здесь была использована функцияint stat(char *name, struct stat *s), которая заполняет переданную ей структуру s информацией из описателя файла с именемname. Поле st_mode структуры struct stat содержит информациюо типе файла и о правах доступа к нему.Позиционирование файлового указателяПри открытии файла текущая позиция файлового указателя(т.е. точка, начиная с которой будет осуществляться очередная операция чтения/записи) устанавливается на начало либо конец файла(в зависимости от режима открытия).Изменить текущую позицию файлового указателя можно припомощи системного вызова long lseek(int fd, long offset,int whence).

Первый аргумент этого вызова: задает дескрипторфайла, второй – смещение файлового указателя в байтах, а третийаргумент указывает, смещение относительно какой точки задаетсясмещение, указанное во втором параметре.Значения третьего аргумента могут быть такими:SEEK_SET – смещение задается относительно начала файла;69SEEK_CUR – смещение задается относительно текущей позиции файлового указателя;SEEK_END – смещение задается относительно конца файла.Отметим, что второй аргумент может быть как положительным, так и отрицательным значением.Функция допускает перемещение файлового указателя впередза текущий конец файла, однако реального изменения размеров файла при этом не происходит. Если в дальнейшем будет производитьсязапись с такой новой позиции, промежуток между началом этой записи и прежним концом файла будет заполнен нулями.В случае успеха функция возвращает новую позицию файлового указателя, т.е.

его смещение в байтах от начала файла, в случаенеудачи возвращается –1.Дублирование дескрипторовUNIX предоставляет два системных вызова, позволяющихдублировать файловые дескрипторы: int dup(int fd) и intdup2(int oldfd, int newfd).Отличия их в следующем. Вызов dup ищет в таблице открытых файлов процесса первый (от начала) свободный дескриптор иассоциирует его с тем же самым файлом (или другим объектом, например, каналом), что и дескриптор fd, переданный ему в качествепараметра.Вызов dup2 создает копию дескриптора oldfd в дескриптореnewfd, при этом, если ранее дескриптор newfd был ассоциирован скаким-то другим открытым файлом, то перед переназначением оносвобождается.Упражнения1.

С помощью системных вызовов ввода/вывода низкогоуровня переписать первые 100 строк исходного файла вфайл f1, остальные строки в файл f2. Длина строк непревышает 1024 символа. Имена файлов задаются в командной строке.2. С помощью системных вызовов ввода/вывода низкогоуровня обрезать строки в исходном файле до 50-ти символов. Длина строк не превышает 1024 символа.

Правадоступа к файлу не должны изменяться.70ТЕМА 11. Простейшие средства взаимодействия процессовПрограммные каналыОдним из простейших средств взаимодействия процессов воперационной системе UNIX является механизм каналов. Неименованный канал есть некая сущность, в которую можно помещать иизвлекать данные, для чего служат два файловых дескриптора, ассоциированных с каналом: один для записи в канал, другой — для чтения. Для создания канала служит системный вызов int pipe(int*fd).Данный системный вызов создает канал (который фактическиявляется некоторым буфером в оперативной памяти ограниченногоразмера) и возвращает через параметр fd массив из двух ассоциированных с ним файловых дескрипторов: один для записи в канал —fd[1], другой для чтения — fd[0].Эти дескрипторы являются дескрипторами открытых файлов,с которыми можно работать, используя такие системные вызовы какread(), write(), dup() и так далее.

Они, как и прочие дескрипторыоткрытых файлов, наследуются при порождении сыновнего процесса (что и позволяет использовать каналы как средство общения между процессами).Однако существуют различия между обычным файлом и каналом. В отличие от файла, к неименованному каналу невозможендоступ по имени, т.е. единственная возможность использовать канал– это те файловые дескрипторы, которые с ним ассоциированы. После того, как будут закрыты все дескрипторы, ассоциированные сканалом, ОС автоматически освободит занимаемый каналом буфер.Кроме того, канал реализует модель последовательного доступа кданным (FIFO), т.е. данные из канала можно прочитать только в тойже самой последовательности, в какой они были записаны.

Это означает, что для файловых дескрипторов, ассоциированных с каналом, не определена операция позиционирования lseek() (при попытке обратиться к этому вызову произойдет ошибка).При закрытии записывающей стороны канала (т.е. закрытиивсех дескрипторов записи, связанных с данным каналом), для негоустанавливается признак конца файла (это можно представить себетак, что в канал «помещается символ EOF») 13. После этого процесс,осуществляющий чтение, может выбрать из канала все оставшиесяНадо понимать, что на самом деле EOF не является символом, а представляет собойконстанту, отличную от представления какого-либо символа в какой-либо кодировке, котораяслужит лишь для удобства возврата значений из читающих операций при достижении признакаконца файла.

Поэтому фактически, конечно, никакой «символ» EOF в канал (как и в обычныйфайл) никогда не помещается.1371данные и получить признак конца файла, как если бы он читал данные из файла и тот исчерпался.Если некий процесс пытается осуществить запись в канал, скоторым не ассоциирован ни один дескриптор чтения (т.е. все дескрипторы чтения этого канала уже закрыты), то он получит сигналSIGPIPE (тем самым ОС уведомляет его о недопустимости такойоперации).Чаще всего канал используется для обмена данными междунесколькими процессами. Для этого используется тот факт, что припорождении сыновнего процесса в нем наследуется таблица файловых дескрипторов процесса-отца, т.е. все файловые дескрипторы,доступные процессу-отцу, будут доступны и процессу-сыну.

Такимобразом, если перед порождением потомка был создан канал, файловые дескрипторы для доступа к каналу будут унаследованы и сыном. В итоге обоим процессам оказываются доступны дескрипторы,связанные с каналом, и они могут использовать канал для обменаданными.Примечание. Обмен данными через канал возможен, разумеется, не только между процессом-отцом и его потомком, но и вообщемежду любыми родственными процессами − единственным требованием здесь является необходимость создавать канал в порождающем процессе прежде, чем дескрипторы канала будут унаследованыпорожденными процессами.Задача 1. Реализовать конвейерное выполнение программprint|wc, при котором две программы работают параллельно, причем содержимое стандартного вывода программы print будет являться стандартным вводом для программы wc.

Программа printпечатает текст. Программа wc подсчитывает количество строк, слови символов в своем стандартном вводе.#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>int main(int argc, char **argv){int fd[2];pipe(fd); /*организован канал*/if (fork()== 0){/*процесс-сын */dup2(fd[1], 1); /* отождествили стандартный вывод сфайловым дескриптором канала, предназначеннымдля записи */close(fd[1]);/* закрыли файловый дескрипторканала, предназначенный для записи */72close(fd[0]);/* закрыли файловый дескрипторканала, предназначенный для чтения */exelp(“print”, ”print”, 0); /* запустили программуprint */}/*процесс-родитель*/dup2(fd[0], 0); /* отождествили стандартный ввод сфайловым дескриптором канала,предназначеннымдля чтения*/close(fd[0]);/* закрыли файловый дескрипторканала, предназначенный для чтения */close(fd[1]); /* закрыли файловый дескрипторканала, предназначенный для записи */execl(“/usr/bin/wc”, ”wc”, 0); /* запустилипрограмму wc */}СигналыСигналы представляют собой средство уведомления процессао наступлении некоторого события в системе.

Инициатором посылки сигнала может выступать как другой процесс, так и сама ОС.Сигналы, посылаемые ОС, уведомляют о наступлении некоторыхстрого предопределенных ситуаций (как, например, завершение порожденного процесса, прерывание работы процесса нажатием комбинации Ctrl-C, попытка выполнить недопустимую машинную инструкцию, попытка недопустимой записи в канал и т.п.), при этом каждой такой ситуации сопоставлен свой сигнал.