C 低水準ファイルアクセス

C 低水準ファイルアクセス

Programming C |

file descriptor

file descriptor	関連付け
0	標準入力
1	標準出力
2	標準エラー

write

#include<unistd.h>
ssize_t write(int filedes, const void *buf, size_t nbytes);

file descriptor 'filedes' に関連付けられた File に buf から最初の'nbytes' byteを書き込み、実際に書き込まれたbyte数を返す。

• 戻り値が0の場合には、データが書き込まれなかったことをあらわす。
• 戻り値が-1の場合には、エラーが発生したことを表す。
• global変数errnoにエラーの内容を示す値が設定される。

#include <unistd.h> 

int main()
{
  if (write(1, "Here is some data\n",18) != 18) {
    write(2, "A write error has occured on file descriptor 1\n", 48);
  }
  exit(0);
}

read

#include <unistd.h>
ssize_t read(int filedes, void *buf, size_t nbytes);

file descriptor 'filedes'に関連付けられた file から、'nbytes' byte までのdataを data area 'buf' に読み込み、実際に読み込んだbyte数を返す。

• read が 0 を返す場合には、読み取るものがないことを意味する。
• errorが発生した場合、-1を返す

#include <unistd.h>

int main()
{
  char buf[128];
  int nread;

  nread = read(0, buf, 128);
  if (nread == -1) {
    write(2, "A read error has occured\n", 26);
  }

  if ((write(1, buf, nread)) != nread) {
    write(2, "A write error has occured\n", 27);
  }
  exit(0);
}

open

#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int open(const char *path, int oflags);
int open(const char *path, int oflags, mode_t mode);

新しい file descriptor を作成するには、open system call を使う必要がある。

• 呼び出しが成功した場合には、file descriptor を返す
• 失敗すると、-1をかえし、global変数のerrnoに値を設定
• 返された　file descriptor は、read や write で利用できる。
• Openするfileまたは、device は、'path' parameterに指定する。
• Parameter 'oflags'には、file を open するときの動作を指定する。

file access mode 必須

mode	説明
O_RDONLY	読み取り専用
O_WRONLY	書き込み専用
O_RDWR	読み書き用

file access mode との bit 単位の論理和によって oflags に指定できる省略可能なmode

mode	説明
O_APPEND	file の最後に追加
O_TRUNC	file の長さを 0 に切り詰め、既存の内容を破棄
O_CREAT	必要に応じて、mode で指定された permission で file を作成
O_EXCL	O_CRETとともに指定された場合、既にfileが存在していればopenは失敗。

初期permission

open に O_CREAT flag を指定して file を作成する場合には、parameterを3つ指令する必要がある。3つ目の parameter の mode には、sys/stat.h header file で定義されている flag(以下参照) の bit 単位の論理和を指定。

flag	内容
S_IRUSR	owner の読み取り permission
S_IWUSR	owner の書き込み permission
S_IXUSR	owner の実行 permission
S_IRGRP	group の読み取り permission
S_IWGRP	group の書き込み permission
S_IXGRP	group の実行 permission
S_IROTH	その他 user の読み取り permission
S_IWOTH	その他 user の書き込み permission
S_IXOTH	その他 user の実行 permission

#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int main() {
  int out;
  out = open("file.out", O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IROTH);
}

-rw----r-- 1 root root    0  9月  9 20:10 file.out

umask

file 作成時に使用される system 変数で、file permission の mask をあらわす。

• open または create を呼び出して file を作成する場合、mode parameter と umask の値が比較され、mode で指定されているbitのうち、umask でもセットされているbitがclearされる。
• 3桁の8進数を指定する

桁	内容
1桁目	userのpermission
2桁目	groupのpermission
3桁目	他のuserのpermission

値	内容
0	permissionを許可
4	読み取りpermissionを不許可
2	書き込みpermissionを不許可
1	実行permissionを不許可

close

#include <unistd.h>
int close(int filedes);

close system call は、file descriptor filedes と file との関連付けを終了する。

• 成功した場合、0を返し、エラーが発生した場合、-1を返す。

ioctl

#include <unistd.h>
int ioctl(int filedes, int cmd, ...);

ioctlは何でも屋的な関数で、device と その descriptor の振る舞いを制御したり、device が提供する service を設定するための interface を提供する。

• さまざまなdeviceでそれぞれ独自の呼び出しが定義されている。

file 操作のためのその他の system call

lseek

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
out_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);

file descriptor の読み取り/書き込みpointerをsetします。

• 次にfileの読み取り/書き込み位置を指定することができる。
• pointerはfaile内の絶対一か、現在の位置またはfileの最後からの相対位置を設定できる。
• parameter offset には位置を指定し、whenceには offsetの以下の意味を指定
  • SEEK_SET offset は絶対位置
  • SEEK_CUR offset は現在位置から相対
  • SEEK_END offset はfileの末尾から相対

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main()
{
  char c;
  int in, out;

  in = open("file.in", O_RDONLY);
  while(read(in, &c, 1) ==1) {
    write(1, &c, 1);
    lseek(in, 1, SEEK_CUR);
  }
  exit(0);  
}

fstat, stat, lstat

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int fstat(int filedes, struct stat *buf);
int stat(const char *path, struct stat *buf);
int lstat(const char *path, struct stat *buf);

• fstatは openされたfile descriptorに関連付けられているfileのstatus情報を返す。
• statとlstatは、指定された名前のfileに関するstatus情報を返す。
• file が symbolic linkの場合、lstatはlinkそれ自体、statはlinkが指し示すfileの情報を返す。

構造体statのmember

member	説明
st_mod	fileのpermission情報
st_ino	fileに関連付けられたi-node
st_dev	fileが存在するdevice
st_uid	fileのownerのuser id
st_gid	fileのownerのgroup id
st_atime	最終access時刻
st_ctime	mode、owner、group、または内容の最終変更時刻
st_mtime	内容の最終修正時刻
st_nlink	fileへのhard linkの数

dup, dup2

#include <unistd.h>
int dup(int filedes);
int dup2(int filedes, int filedis2);

• dup は file descriptor を複製し、同じfileに異なる複数のfile descriptor で access できるようにする。
• dup2 は file descriptor を copy する。

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この本からの覚書。

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