Брайан Керниган - Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное

FILE _iob[OPEN_MAX] = { /* stdin, stdout, stderr: */

{ 0, (char *) 0, (char *) 0, _READ, 0 },

{ 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE, 1 },

{ 0, (char *) 0, (char *) 0, _WRITE | _UNBUF, 2 }

};

Инициализация flag как части структуры показывает, что stdin открыт на чтение, stdout - на запись, а stderr - на запись без буферизации.

Упражнение 8.2. Перепишите функции fopen и _fillbuf , работая с флажками как с полями, а не с помощью явных побитовых операций. Сравните размеры и скорости двух вариантов программ.

Упражнение 8.3. Разработайте и напишите функции _flushbuf , fflush и fclose .

Упражнение 8.4. Функция стандартной библиотеки

int fseek(FILE *fp, long offset, int origin)

идентична функции lseek с теми, однако, отличиями, что fp - это файловый указатель, а не дескриптор, и возвращает она значение int , означающее состояние файла, а не позицию в нем. Напишите свою версию fseek . Обеспечьте, чтобы работа вашей fseek по буферизации была согласована с буферизацией, используемой другими функциями библиотеки.

При разного рода взаимодействиях с файловой системой иногда требуется получить только информацию о файле, а не его содержимое. Такая потребность возникает, например, в программе печати каталога файлов, работающей аналогично команде ls системы UNIX. Она печатает имена файлов каталога и по желанию пользователя другую дополнительную информацию (размеры, права доступа и т. д.). Аналогичной командой в MS-DOS является dir .

Так как в системе UNIX каталог - это тоже файл, функции ls , чтобы добраться до имен файлов, нужно только его прочитать. Но чтобы получить другую информацию о файле (например узнать его размер), необходимо выполнить системный вызов. В других системах (в MS-DOS, например) системным вызовом приходится пользоваться даже для получения доступа к именам файлов. Наша цель - обеспечить доступ к информации по возможности системно-независимым способом несмотря на то, что реализация может быть существенно системно-зависима. Проиллюстрируем сказанное написанием программы fsize . Функция fsize - частный случай программы ls : она печатает размеры всех файлов, перечисленных в командной строке. Если какой-либо из файлов сам является каталогом, то, чтобы получить информацию о нем, fsize обращается сама к себе. Если аргументов в командной строке нет, то обрабатывается текущий каталог.

Для начала вспомним структуру файловой системы в UNIXe. Каталог - это файл, содержащий список имен файлов и некоторую информацию о том, где они расположены. "Место расположения" - это индекс, обеспечивающий доступ в другую таблицу, называемую "списком узлов inode". Для каждого файла имеется свой inode , где собрана вся информация о файле, за исключением его имени. Каждый элемент каталога состоит из двух частей: из имени файла и номера узла inode .

К сожалению, формат и точное содержимое каталога не одинаковы в разных версиях системы. Поэтому, чтобы переносимую компоненту отделить от непереносимой, разобьем нашу задачу на две. Внешний уровень определяет структуру, названную Dirent , и три подпрограммы opendir , readdir и closedir : в результате обеспечивается системно-независимый доступ к имени и номеру узла inode каждого элемента каталога. Мы будем писать программу fsize , рассчитывая на такой интерфейс, а затем покажем, как реализовать указанные функции для систем, использующих ту же структуру каталога, что и Version 7 и System V UNIX. Другие варианты оставим для упражнений.

Структура Dirent содержит номер узла inode и имя. Максимальная длина имени файла равна NAME_MAX - это значение системно-зависимо. Функция opendir возвращает указатель на структуру, названную DIR (по аналогии с FILE ), которая используется функциями readdir и closedir . Эта информация сосредоточена в заголовочном файле dirent.h .

#define NAME_MAX 14 /* максимальная длина имени файла */

/* системно-зависимая величина */

typedef struct { /* универс. структура элемента каталога: */

long ino; /* номер inode */

char name[NAME_MAX+1]; /* имя + завершающий '\0' */

} Dirent;

typedef struct { /* минимальный DIR: без буферизации и т.д. */

int fd; /* файловый дескриптор каталога */

Dirent d; /* элемент каталога */

} DIR;

DIR *opendir(char *dirname);

Dirent *readdir(DIR *dfd);

void closedir(DIR *dfd);

Системный вызов stat получает имя файла и возвращает полную о нем информацию, содержащуюся в узле inode , или -1 в случае ошибки. Так,

char *name;

struct stat stbuf;

int stat(char *, struct stat *);

stat(name, &stbuf);

заполняет структуру stbuf информацией из узла inode о файле с именем name . Структура, описывающая возвращаемое функцией stat значение находится в ‹sys/stat.h› и выглядит примерно так:

struct stat /* информация из inode, возвращаемая stat */

{

dev_t st_dev; /* устройство */

ino_t st_ino; /* номер inode */

short st_mode; /* режимные биты */

short st_nlink; /* число связей с файлом */

short st_uid; /* имя пользователя-собственника */

short st_gid; /* имя группы собственника */

dev_t st_rdev; /* для специальных файлов */

off_t st_size; /* размер файла в символах */

time_t st_atime; /* время последнего использования */

time_t st_mtime; /* время последней модификации */

time_t st_ctime; /* время последнего изменения inode */

};

Большинство этих значений объясняется в комментариях. Типы, подобные dev_t и ino_t , определены в файле ‹sys/types.h›, который тоже нужно включить посредством #include .

Элемент st_mode содержит набор флажков, составляющих дополнительную информацию о файле. Определения флажков также содержатся в ‹sys/stat.h› нам потребуется только та его часть, которая имеет дело с типом файла

#define S_IFMT 0160000 /* тип файла */

#define S_IFDIR 0040000 /* каталог */

#define S_IFCHR 0020000 /* символьно-ориентированный */

#define S_IFBLK 0060000 /* блочно-ориентированный */

#define S_IFREG 0100000 /* обычный */

Теперь мы готовы приступить к написанию программы fsize . Если режимные биты ( st_mode ), полученные от stat , указывают, что файл не является каталогом, то можно взять его размер ( st_size ) и напечатать. Однако если файл - каталог, то мы должны обработать все его файлы, каждый из которых в свою очередь может быть каталогом. Обработка каталога - процесс рекурсивный.

Программа main просматривает параметры командной строки, передавая каждый аргумент функции fsize .

#include ‹stdio.h›

#include ‹string.h›

#include "syscalls.h"

#include ‹fcntl.h› /* флажки чтения и записи */

#include ‹sys/types.h› /* определения типов */