45940 (665245), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

IF (N==0) \( /*BUFFER IS EMPTY*/

N=READ(0,BUF,BUFSIZE);

BUFP = BUF;

\)

RETURN((--N>=0) ? *BUFP++ & CMASK : EOF);

\)

8.3. Открытие, создание, закрытие и расцепление

(UNLINK).

Кроме случая, когда по умолчанию определены стандартные

файлы ввода, вывода и ошибок, вы должны явно открывать фай-

лы, чтобы затем читать из них или писать в них. Для этой це-

ли существуют две точки входа: OPEN и CREAT.

• 170 -

Функция OPEN весьма сходна с функцией FOPEN, рассмотрен-

ной в главе 7, за исключением того, что вместо возвращения

указателя файла она возвращает дескриптор файла, который яв-

ляется просто целым типа INT.

INT FD;

FD=OPEN(NAME,RWMODE);

Как и в случае FOPEN, аргумент NAME является символьной

строкой, соответствующей внешнему имени файла. Однако аргу-

мент, определяющий режим доступа, отличен: RWMODE равно: 0 -

для чтения, 1 - для записи, 2 - для чтения и записи. Если

происходит какая-то ошибка, функция OPEN возвращает “-1”; в

противном случае она возвращает действительный дескриптор

файла.

Попытка открыть файл, который не существует, является

ошибкой. Точка входа CREAT предоставляет возможность созда-

ния новых файлов или перезаписи старых. В результате обраще-

ния

FD=CREAT(NAME,PMODE);

возвращает дескриптор файла, если оказалось возможным соз-

дать файл с именем NAME, и “-1” в противном случае. Если

файл с таким именем уже существует, CREAT усечет его до ну-

левой длины; создание файла, который уже существует, не яв-

ляется ошибкой.

Если файл является совершенно новым, то CREAT создает

его с определенным режимом защиты, специфицируемым аргумен-

том PMODE. В системе файлов на UNIX с файлом связываются де-

вять битов защиты информации, которые управляют разрешением

на чтение, запись и выполнение для владельца файла, для

группы владельцев и для всех остальных пользователей. Таким

образом, трехзначное восьмеричное число наиболее удобно для

спецификации разрешений. Например, число 0755 свидетельству-

ет о разрешении на чтение, запись и выполнение для владельца

и о разрешении на чтение и выполнение для группы и всех ос-

тальных.

Для иллюстрации ниже приводится программа копирования

одного файла в другой, являющаяся упрощенным вариантом ути-

литы CP системы UNIX. (Основное упрощение заключается в том,

что наш вариант копирует только один файл и что второй аргу-

мент не должен быть справочником).

#DEFINE NULL 0

#DEFINE BUFSIZE 512

#DEFINE PMODE 0644/*RW FOR OWNER,R FOR GROUP,OTHERS*/

MAIN(ARGC,ARGV) /*CP: COPY F1 TO F2*/

INT ARGC;

CHAR *ARGV[];

\(

INT F1, F2, N;

CHAR BUF[BUFSIZE];

• 171 -

IF (ARGC ! = 3)

ERROR(“USAGE:CP FROM TO”, NULL);

IF ((F1=OPEN(ARGV[1],0))== -1)

ERROR(“CP:CAN'T OPEN %S”, ARGV[1]);

IF ((F2=CREAT(ARGV[2],PMODE))== -1)

ERROR(“CP: CAN'T CREATE %S”, ARGV[2]);

WHILE ((N=READ(F1,BUF,BUFSIZE))>0)

IF (WRITE(F2,BUF,N) !=N)

ERROR(“CP: WRITE ERROR”, NULL);

EXIT(0);

\)

ERROR(S1,S2) /*PRINT ERROR MESSAGE AND DIE*/

CHAR *S1, S2;

\(

PRINTF(S1,S2);

PRINTF(“\N”);

EXIT(1);

\)

Существует ограничение (обычно 15 - 25) на количество

файлов, которые программа может иметь открытыми одновремен-

но. В соответствии с этим любая программа, собирающаяся ра-

ботать со многими файлами, должна быть подготовлена к пов-

торному использованию дескрипторов файлов. Процедура CLOSE

прерывает связь между дескриптором файла и открытым файлом и

освобождает дескриптор файла для использования с некоторым

другим файлом. Завершение выполнения программы через EXIT

или в результате возврата из ведущей программы приводит к

закрытию всех открытых файлов.

Функция расцепления UNLINK (FILENAME) удаляет из системы

файлов файл с именем FILENAME ( из данного справочного фай-

ла. Файл может быть сцеплен с другим справочником, возможно,

под другим именем - примеч.переводчика).

Упражнение 8-1.

Перепишите программу CAT из главы 7, используя функции

READ, WRITE, OPEN и CLOSE вместо их эквивалентов из стандар-

тной библиотеки. Проведите эксперименты для определения от-

носительной скорости работы этих двух вариантов.

8.4. Произвольный доступ - SEEK и LSEEK.

Нормально при работе с файлами ввод и вывод осуществля-

ется последовательно: при каждом обращении к функциям READ и

WRITE чтение или запись начинаются с позиции, непосредствен-

но следующей за предыдущей обработанной. Но при необходимос-

ти файл может читаться или записываться в любом произвольном

порядке. Обращение к системе с помощью функции LSEEK позво-

ляет передвигаться по файлу, не производя фактического чте-

ния или записи. В результате обращения

LSEEK(FD,OFFSET,ORIGIN);

• 172 -

текущая позиция в файле с дескриптором FD передвигается на

позицию OFFSET (смещение), которая отсчитывается от места,

указываемого аргументом ORIGIN (начало отсчета). Последующее

чтение или запись будут теперь начинаться с этой позиции.

Аргумент OFFSET имеет тип LONG; FD и ORIGIN имеют тип INT.

Аргумент ORIGIN может принимать значения 0,1 или 2, указывая

на то, что величина OFFSET должна отсчитываться соответст-

венно от начала файла, от текущей позиции или от конца фай-

ла. Например, чтобы дополнить файл, следует перед записью

найти его конец:

LSEEK(FD,0L,2);

чтобы вернуться к началу (“перемотать обратно”), можно напи-

сать:

LSEEK(FD,0L,0);

обратите внимание на аргумент 0L; его можно было бы записать

и в виде (LONG) 0.

Функция LSEEK позволяет обращаться с файлами примерно

так же, как с большими массивами, правда ценой более медлен-

ного доступа. следующая простая функция, например, считывает

любое количество байтов, начиная с произвольного места в

файле.

GET(FD,POS,BUF,N) /*READ N BYTES FROM POSITION POS*/

INT FD, N;

LONG POS;

CHAR *BUF;

\(

LSEEK(FD,POS,0); /*GET TO POS*/

RETURN(READ(FD,BUF,N));

\)

В более ранних редакциях, чем редакция 7 системы UNIX,

основная точка входа в систему ввода-вывода называется SEEK.

Функция SEEK идентична функции LSEEK, за исключением того,

что аргумент OFFSET имеет тип INT, а не LONG. в соответствии

с этим, поскольку на PDP-11 целые имеют только 16 битов, ар-

гумент OFFSET, указываемый функции SEEK, ограничен величиной

65535; по этой причине аргумент ORIGIN может иметь значения

3, 4, 5, которые заставляют функцию SEEK умножить заданное

значение OFFSET на 512 (количество байтов в одном физическом

блоке) и затем интерпретировать ORIGIN, как если это 0, 1

или 2 соответственно. Следовательно, чтобы достичь произ-

вольного места в большом файле, нужно два обращения к SEEK:

сначала одно, которое выделяет нужный блок, а затем второе,

где ORIGIN имеет значение 1 и которое осуществляет передви-

жение на желаемый байт внутри блока.

Упражнение 8-2.

Очевидно, что SEEK может быть написана в терминалах

LSEEK и наоборот. напишите каждую функцию через другую.

• 173 -

8.5. Пример - реализация функций FOPEN и GETC.

Давайте теперь на примере реализации функций FOPEN и

GETC из стандартной библиотеки подпрограмм продемонстрируем,

как некоторые из описанных элементов объединяются вместе.

Напомним, что в стандартной библиотеке файлы описыватся

посредством указателей файлов, а не дескрипторов. Указатель

файла является указателем на структуру, которая содержит

несколько элементов информации о файле: указатель буфера,

чтобы файл мог читаться большими порциями; счетчик числа

символов, оставшихся в буфере; указатель следующей позиции

символа в буфере; некоторые признаки, указывающие режим чте-

ния или записи и т.д.; дескриптор файла.

Описывающая файл структура данных содержится в файле

STDIO.H, который должен включаться (посредством #INCLUDE) в

любой исходный файл, в котором используются функции из стан-

дартной библиотеки. Он также включается функциями этой биб-

лиотеки. В приводимой ниже выдержке из файла STDIO.H имена,

предназначаемые только для использования функциями библиоте-

ки, начинаются с подчеркивания, с тем чтобы уменьшить веро-

ятность совпадения с именами в программе пользователя.

DEFINE _BUFSIZE 512

DEFINE _NFILE 20 /*FILES THAT CAN BE HANDLED*/

TYPEDEF STRUCT _IOBUF \(

CHAR *_PTR; /*NEXT CHARACTER POSITION*/

INT _CNT; /*NUMBER OF CHARACTERS LEFT*/

CHAR *_BASE; /*LOCATION OF BUFFER*/

INT _FLAG; /*MODE OF FILE ACCESS*/

INT _FD; /*FILE DESCRIPTOR*/

) FILE;

XTERN FILE _IOB[_NFILE];

DEFINE STDIN (&_IOB[0])

DEFINE STDOUT (&_IOB[1])

DEFINE STDERR (&_IOB[2])

DEFINE _READ 01 /* FILE OPEN FOR READING */

DEFINE _WRITE 02 /* FILE OPEN FOR WRITING */

DEFINE _UNBUF 04 /* FILE IS UNBUFFERED */

DEFINE _BIGBUF 010 /* BIG BUFFER ALLOCATED */

DEFINE _EOF 020 /* EOF HAS OCCURRED ON THIS FILE */

DEFINE _ERR 040 /* ERROR HAS OCCURRED ON THIS FILE */

DEFINE NULL 0

DEFINE EOF (-1)

DEFINE GETC(P) (--(P)->_CNT >= 0 \

? *(P)->_PTR++ & 0377 : _FILEBUF(P))

DEFINE GETCHAR() GETC(STDIN)

DEFINE PUTC(X,P) (--(P)->_CNT >= 0 \

? *(P)->_PTR++ = (X) : _FLUSHBUF((X),P))

DEFINE PUTCHAR(X) PUTC(X,STDOUT)

• 174 -

В нормальном состоянии макрос GETC просто уменьшает

счетчик, передвигает указатель и возвращает символ. (Если

определение #DEFINE слишком длинное, то оно продолжается с

помощью обратной косой черты). Если однако счетчик становит-

ся отрицательным, то GETC вызывает функцию _FILEBUF, которая

снова заполняет буфер, реинициализирует содержимое структуры

и возвращает символ. Функция может предоставлять переносимый

интерфейс и в то же время содержать непереносимые конструк-

ции: GETC маскирует символ числом 0377, которое подавляет

знаковое расширение, осуществляемое на PDP-11, и тем самым

гарантирует положительность всех символов.

Хотя мы не собираемся обсуждать какие-либо детали, мы

все же включили сюда определение макроса PUTC, для того что-

бы показать, что она работает в основном точно также, как и

GETC, обращаясь при заполнении буфера к функции _FLUSHBUF.

Теперь может быть написана функция FOPEN. Большая часть

программы функции FOPEN связана с открыванием файла и распо-

ложением его в нужном месте, а также с установлением битов

признаков таким образом, чтобы они указывали нужное состоя-

ние. Функция FOPEN не выделяет какой-либо буферной памяти;

это делается функцией _FILEBUF при первом чтении из файла.

#INCLUDE

#DEFINE PMODE 0644 /*R/W FOR OWNER;R FOR OTHERS*/

FILE *FOPEN(NAME,MODE) /*OPEN FILE,RETURN FILE PTR*/

REGISTER CHAR *NAME, *MODE;

\(

REGISTER INT FD;

REGISTER FILE *FP;

IF(*MODE !='R'&&*MODE !='W'&&*MODE !='A') \(

FPRINTF(STDERR,”ILLEGAL MODE %S OPENING %S\N”,

MODE,NAME);

EXIT(1);

\)

FOR (FP=_IOB;FP<_IOB+_NFILE;FP++)

IF((FP->_FLAG & (_READ \! _WRITE))==0)

BREAK; /*FOUND FREE SLOT*/

IF(FP>=_IOB+_NFILE) /*NO FREE SLOTS*/

RETURN(NULL);

IF(*MODE=='W') /*ACCESS FILE*/

FD=CREAT(NAME,PMODE);

ELSE IF(*MODE=='A') \(

IF((FD=OPEN(NAME,1))==-1)

FD=CREAT(NAME,PMODE);

LSEEK(FD,OL,2);

\) ELSE

FD=OPEN(NAME,0);

IF(FD==-1) /*COULDN'T ACCESS NAME*/

RETURN(NULL);

FP->_FD=FD;

FP->_CNT=0;

FP->_BASE=NULL;

FP->_FLAG &=(_READ \! _WRITE);

FP->_FLAG \!=(*MODE=='R') ? _READ : _WRITE;

RETURN(FP);

\)

• 175 -

Функция _FILEBUF несколько более сложная. Основная труд-

ность заключается в том, что _FILEBUF стремится разрешить

доступ к файлу и в том случае, когда может не оказаться дос-

таточно места в памяти для буферизации ввода или вывода. ес-

ли пространство для нового буфера может быть получено обра-

щением к функции CALLOC, то все отлично; если же нет, то

_FILEBUF осуществляет небуферизованный ввод/ вывод, исполь-

зуя отдельный символ, помещенный в локальном массиве.

#INCLUDE

_FILLBUF(FP) /*ALLOCATE AND FILL INPUT BUFFER*/

REGISTER FILE *FP;

(

STATIC CHAR SMALLBUF(NFILE);/*FOR UNBUFFERED 1/0*/

Характеристики

Список файлов реферата