學習目標

• 瞭解系統呼叫及錯誤處理方法
• 理解IO處理及檔案系統
• 掌握Unix/Linux系統級I/O:open close read write seek stat
• 掌握I/O重定向的方法

學習內容

Linux I/O

1. Linux I/O：將裝置優雅地對映為檔案的方式，允許Linux核心引出一個簡單、低階的應用介面
2. 輸入輸出執行方式：
   • 開啟檔案
     • 描述符：核心開啟檔案時返回的一個小的非負整數
   • 每個程序開始均有三個開啟的檔案
     • 標準輸入（描述符為0）
     • 標準輸出（描述符為1）
     • 標準錯誤（描述符為2）
   • 改變當前的檔案位置
   • 讀寫檔案
   • 關閉檔案
3. 檔案
   • 型別：普通檔案、目錄、套接字
     • 目錄層次：
   • 開啟和關閉檔案
     • 呼叫open函式開啟一個已存在的檔案或建立一個新檔案

      int open(char *filename,int flags,mode_t mode);

     • flags引數指明開啟檔案方式：
       • O_RDONLY：只讀
       • O_WRONLY：只寫
       • O_RDWR：可讀可寫
     • flags引數提供額外提示：
       • O_CREAT：檔案不存在，建立一個截斷（空）檔案
       • O_TRUNC：檔案已存在就截斷它
       • O_APPEND：在每次寫操作前，設定檔案位置到檔案的結尾處
     • 關閉檔案：

       int close(fd);

   • 讀和寫檔案
     • 呼叫read和write函式執行輸入輸出

      size_t read(int fd,void *buf,size_t n);
      ssize_t write(int fd,void *buf,size_t n);
      
     

RIO包

1. 無緩衝的輸入輸出函式

    #include "csapp.h"
    ssize_t rio_readn(int fd,void *usrbuf,size_t n);
    ssize_t rio_writen(int fd,void *usrbuf,size_t n);

2. 帶緩衝的輸入函式

    #include "csapp.h"
    void rio_readinitb(rio_t *rp,int fd);
    ssize_t rio_readlineb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t maxlen);
    ssize_t rio_readnb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t n);

3. 讀取檔案元資料

• 呼叫stat和fstat函式檢索檔案的資訊(元資料)
  #include <unistd.h> #include <sys/stat.h> int stat(const char *filename,struct stat *buf); int fstat(int fd,struct stat *buf);

1. 讀取目錄內容

• 返回目錄流的指標
  #include <dirent.h> #include <sys/stat.h> DIR *opendir(const char *name);
• 返回流dirp中下一目錄項的指標
  #include <dirent.h> struct dirent *readdir(DIR *dirp);
• 關閉流並釋放所有資源
  #include <dirent.h> int closedir(DIR *dirp);

I/O重定向

1. Linux shell提供了I/O重定向操作符，允許使用者將磁碟檔案和標準輸入輸出聯絡起來
2. 重定向到磁碟檔案foo.txt：linux> ls > foo.txt

3. I/O重定向使用dup2函式工作

   #include <unistd.h>
   int dup2(int oldfd,int newfd);

   

兩個重要命令

1. man -k key1 | grep key2| grep 2:根據關鍵字檢索系統呼叫
   • Linux系統提供了相對比較豐富的幫助手冊（man），man是manual的縮寫，在日常linux系統管理中經常用到
   • 在Ubuntu下可通過man deluser檢視相關幫助文件
   • man -k：根據關鍵字搜尋聯機幫助，是一種模糊搜尋
   • man -f：關鍵字精確搜尋，與-k不同，它只搜尋與關鍵字完全匹配的幫助頁
   • man -a：搜尋並開啟所有man中同名幫助
   • man -aw：顯示所有手冊檔案的路徑
2. grep -nr XXX /usr/include：查詢巨集定義，型別定義
   • grep -nr：這條語句可以用來查詢關鍵字，全文搜尋，並且可以直接查詢檔案內的內容
   • 查詢巨集 STDOUTFILENO 的值:grep -nr STDOUTFILENO /usr/include
   • 查詢當前目錄下.c中main函式在那個檔案中：grep main .c
   • grep [options]：過濾/搜尋特定字元
   • [options]主要引數：
     • -a：不要忽略二進位制的資料
     • -A<顯示列數>：除了顯示符合範本樣式的那一列之外，並顯示該列之後的內容
     • -b：在顯示符合範本樣式的那一列之前，標示出該列第一個字元的位編號
     • -B<顯示列數>：除了顯示符合範本樣式的那一列之外，並顯示該列之前的內容
     • -c：計算符合範本樣式的列數。
     • -V：顯示版本資訊
     • -q：不顯示任何資訊

ch06課下測試錯題總結

• 有關磁碟操作，說法正確的是（）

A .
對磁碟扇區的訪問時間包括三個部分中，傳送時間最小。

B .
磁碟以位元組為單位讀寫資料

C .
磁碟以扇區為單位讀寫資料

D .
讀寫頭總處於同一柱面

正確答案：A C D 書P409

• 有關RAM的說法，正確的是（）

A .
SRAM和DRAM掉電後均無法儲存裡面的內容。

B .
DRAM將一個bit存在一個雙穩態的儲存單元中

C .
一般來說，SRAM比DRAM快

D .
SRAM常用來作快取記憶體

E .
DRAM將每一個bit儲存為對一個電容充電

F .
SRAM需要不斷重新整理

G .
DRAM被組織為二維陣列而不是線性陣列

正確答案： A C D E G 書P400