Chapter2-用戶、文件操作與聯(lián)機幫助

Unix/Linux編程,北京化工大學信息科學與技術(shù)學院計算機系易軍凱yijk,第2章用戶、文件操作與聯(lián)機幫助編寫who命令,概念與技巧：,聯(lián)機幫助的作用與使用方法Unix的文件操作函數(shù)：open、read、write、lseek、close文件的建立與讀寫文件描述符緩沖：用戶級的緩沖與內(nèi)核級的緩沖內(nèi)核模式、用戶模式、和系統(tǒng)調(diào)用的代價Unix表示時間的方法與時間格式間的轉(zhuǎn)換借助utmp文件來列出已登錄的用戶系統(tǒng)調(diào)用中的錯誤檢測與處理,相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用：open、read、write、creat、lseek、closeperror相關(guān)命令：manwhocplogin,主要內(nèi)容：,2.1編寫who命令2.2編寫cp(讀和寫)2.3提高文件I/O效率的方法，使用緩沖2.4內(nèi)核緩沖技術(shù)2.5文件讀寫,2.1.1who命令能做些什么？2.1.2who命令是如何工作的？2.1.3如何編寫who？,2.1編寫who命令,2.1.1who命令能做些什么？,運行$who用于獲取信息：哪些用戶正在使用系統(tǒng)，系統(tǒng)是否很繁忙，某人是否正在使用系統(tǒng)等。查看who的幫助：$manwho描述（DESCRIPTION）部分是關(guān)于命令功能的詳細闡述；選項（OPTIONS）部分給出了命令行中每一個選項的說明；參閱（SEEALSO）包含與這個命令相關(guān)的其它主題。,2.1.2who命令是如何工作的？,閱讀聯(lián)機幫助：$manwho搜索聯(lián)機幫助：$mankuser|more閱讀.h文件：$more/usr/include/foo.h從參閱部分（SEEALSO）中的得到啟示,who的工作原理：,who通過讀文件來獲得需要的信息，而每個用戶在文件中都有對應的記錄。,2.1.3如何編寫who,（1）問題：如何從文件中讀取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？可以用getc和fgets逐個字節(jié)地讀取，但這樣太繁瑣，而且效率很低。查看聯(lián)機幫助：$mankfile|grepread$man2read,（2）答案：使用open、read和close,intfd=open(char*name,inthow),參數(shù)：name：文件名how：O_RDONLY,O_WRONLY,orO_RDWR,返回值：-1遇到錯誤int成功返回,打開文件是內(nèi)核提供的服務，文件被順利打開，內(nèi)核會返回一個正整數(shù)的值，這個數(shù)值就叫做文件描述符。必須通過文件描述符對文件進行操作。,fd=open(name,mode)n=read(fd,array,numchars)目標：把數(shù)據(jù)讀取到緩沖區(qū)返回值：-1遇到錯誤numread成功讀取，返回讀取的字節(jié)數(shù)目。Intrusult=close(intfd)關(guān)閉進程和文件fd之間的連接，如果關(guān)閉的過程中出現(xiàn)錯誤，close返回-1。,（3）編寫who1.c,main(intac,char*av)structutmputbuf;/*readinfointohere*/intutmpfd;/*readfromthisdescriptor*/if(utmpfd=open(INFOFILE,O_RDONLY)=-1)fprintf(stderr,%s:cannotopen%sn,*av,INFOFILE);exit(1);while(read(utmpfd,/*wentok*/,show_info(structutmp*utbufp)printf(%-8.8s,utbufp-ut_name);/*thelogname*/printf();/*aspace*/printf(%-8.8s,utbufp-ut_line);/*thetty*/printf();/*aspace*/printf(%10ld,utbufp-ut_time);/*logintime*/printf();/*aspace*/#ifdefSHOWHOSTprintf(%s),utbufp-ut_host);/*thehost*/#endifprintf(n);/*newline*/,（4）顯示登錄信息,兩處問題需要改進：,消除空白記錄正確顯示登錄時間,解決方法：,使用ut_typectime將表示時間的整數(shù)值轉(zhuǎn)換成人們?nèi)粘Ｋ褂玫臅r間形式who2.c,2.2.1問題1：cp命令能做些什么？答案：復制文件典型用法：$cpsourcefiletargetfile如果targetfile所指的文件不存在，cp就創(chuàng)建這個文件，如果已經(jīng)存在就覆蓋。2.2.2問題2：cp命令是如何創(chuàng)建/重寫文件的？答案:creatwrite,2.2編寫CP(讀和寫),創(chuàng)建/重寫文件intfd=creat(char*filename,mode_tmode）creat告訴內(nèi)核創(chuàng)建一個名為filename的文件，如果這個文件不存在，就創(chuàng)建它；如果已經(jīng)存在，就把它的內(nèi)容清空，把文件的長度設(shè)為0。如果內(nèi)核成功創(chuàng)建文件，則把文件的許可位設(shè)置為mode所指定的值。寫文件n=write(fd,buffer,num)如果內(nèi)核不能寫入或?qū)懭胧?，write返回-1，如果成功寫入，則返回寫入的字節(jié)數(shù)。,2.2.3問題3：如何編寫cp,cp1.c,通過讀和寫來復制文件,#defineBUFFERSIZE4096#defineCOPYMODE0644main(intac,char*av)intin_fd,out_fd,n_chars;charbufBUFFERSIZE;/*checkargs*/if(ac!=3)fprintf(stderr,usage:%ssourcedestinationn,*av);exit(1);,/*openfiles*/if(in_fd=open(av1,O_RDONLY)=-1)oops(Cannotopen,av1);if(out_fd=creat(av2,COPYMODE)=-1)oops(Cannotcreat,av2);/*copyfiles*/while(n_chars=read(in_fd,buf,BUFFERSIZE)0)if(write(out_fd,buf,n_chars)!=n_chars)oops(Writeerrorto,av2);/*closethemup*/if(close(in_fd)=-1|close(out_fd)=-1)oops(Errorclosingfiles,);voidoops(char*s1,*s2)fprintf(stderr,Error:%s%sn,s1,s2);exit(1);,緩沖區(qū)的大小對性能的影響：文件大小2500字節(jié)如果緩沖區(qū)大小100字節(jié)那么需要25次read()和25次write()如果緩沖區(qū)大小1000字節(jié)那么需要3次read()和3次write(),2.3提高文件I/O效率的方法使用緩沖,為什么系統(tǒng)調(diào)用需要很多時間？,系統(tǒng)調(diào)用時的控制流圖,傳輸數(shù)據(jù)：用戶進程位于用戶空間，內(nèi)核位于系統(tǒng)空間，磁盤只能被內(nèi)核直接訪問。用戶模式和管理員模式的切換,用utmplib來緩沖main函數(shù)調(diào)用utmplib.c中的函數(shù)來取得下一條utmp記錄utmplib.c中定義的函數(shù)每次從文件中讀取得6條記錄放入數(shù)組中當數(shù)組中的6條記錄都被取走后，才調(diào)用內(nèi)核服務重新讀取數(shù)據(jù),在who2.c中使用緩沖技術(shù),應用內(nèi)核緩沖技術(shù)的結(jié)果：提高磁盤I/O效率優(yōu)化磁盤的寫操作需要及時得將緩沖數(shù)據(jù)寫入磁盤,2.4內(nèi)核緩沖技術(shù),內(nèi)核緩沖磁盤上的數(shù)據(jù),如何工作的？1、打開文件utmp；負責注銷的程序必須對文件utmp進行讀（找到登記記錄）和寫（修改登記記錄）操作，必須先打開這個文件：fd=open(UTMP_FILE,O_RDWR),2.5文件讀寫,注銷過程：做了些什么？系統(tǒng)改變了文件utmp中相應的登錄記錄,2、從utmp中找到包含你所在終端的登錄記錄；3、對當前記錄做修改問題：在文件操作中，如何改變一個文件的當前讀/寫位置？答案：系統(tǒng)調(diào)用lseek4、關(guān)閉文件調(diào)用close(fd),編寫終端注銷的代碼intlogout_tty(char*line)intfd;structutmprec;intlen=sizeof(structutmp);intretval=-1;if(fd=open(UTMP_FILE,O_RDWR)=-1)return-1;while(read(fd,if(time(,While(read(fd,rec,utmplen)=utmplen)/*getnextrecord*/if(strcmp(rec.ut_line,myline)=0)/*what,myline?*/revise_entry();/*removemyname*/,內(nèi)核為每個打開的文件保存一個位置指針,Read從當前位置讀入指定長度的數(shù)據(jù)，然后移動當前位置指針，指向下一個未讀的數(shù)據(jù)。,指針是與文件描述符相關(guān)聯(lián)的，而不是與文件關(guān)聯(lián)，如果兩個程序同時打開一個文件，會有兩個指針，兩個程序?qū)ξ募淖x操作不會互相干擾。,off_toldpos=lseek(intfd,off_tdist,intbase)參數(shù)：fd文件描述符dist移動的距離base:SEEK_SET=文件的開始SEEK_CUR=當前位置SEEK_END=文件結(jié)尾返回值：-1遇到錯誤oldpos指針變化前的位置,Lseek的用法,小結(jié),Who命令通過讀系統(tǒng)日志的內(nèi)容顯示當前已經(jīng)登錄的用戶。系統(tǒng)調(diào)用操作文件open(filename,how)creat(filename,mode)read(fd,buffer,amt)write(fd,buffer,amt)lseek(fd,distance,base)close(fd),進