Арнольд Роббинс - Linux программирование в примерах

• Название: Linux программирование в примерах
• Автор: Арнольд Роббинс
• Издательство: Кудиц-Образ
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2005
• ISBN: 5-9579-0059-1

В книге рассмотрены вопросы, связанные с программированием под Linux: файловый ввод/вывод, метаданные файлов, основы управления памятью, процессы и сигналы, пользователи и группы, вопросы интернационализации и локализации, сортировка, поиск и многие другие. Много внимания уделено средствам отладки, доступным под GNU Linux. Все темы иллюстрируются примерами кода, взятого из V7 UNIX и GNU. Эта книга может быть полезна любому, кто интересуется программированием под Linux.

---

«Не пробуйте это дома, дети!»

- М-р Wizard -

Многие системные вызовы, такие, как open(), read() и write(), предназначены для вызова непосредственно из кода пользователя: другими словами, из кода, который пишете вы как разработчик GNU/Linux.

Однако, другие системные вызовы существуют лишь для того, чтобы дать возможность реализовать стандартные библиотечные функции более высокого уровня, и никогда не должны вызываться непосредственно. Одним из таких системных вызовов является GNU/Linux getdents(); он читает несколько элементов каталога в буфер, предоставленный вызывающим — в данном случае, кодом реализации readdir(). Затем код readdir() возвращает действительные элементы каталога, по одному за раз, пополняя при необходимости буфер.

Эти системные вызовы только-для-библиотечного-использования можно отличить от вызовов для-использования-пользователем по их представлению в странице справки. Например, из getdents(2).

ИМЯ

  getdents - получить элементы каталога

ОПИСАНИЕ

  #include <unistd.h>

  #include <linux/types.h>

  #include <linux/dirent.h>

  #include <linux/unistd.h>

  _syscall3(int, getdents, uint, fd, struct dirent*,

            dirp, uint, count);

  int getdents(unsigned int fd, struct dirent *dirp,

               unsigned int count);

Любой системный вызов, использующий макрос _syscallX(), не должен вызываться кодом приложения. (Дополнительную информацию об этих вызовах можно найти в справочной странице для intro(2); вам следует прочесть эту справочную страницу, если вы этого еще не сделали.)

В случае getdents() на многих других системах Unix есть сходный системный вызов; иногда с тем же именем, иногда с другим. Поэтому попытка использования этих вызовов привела бы в любом случае лишь к большому беспорядку с переносимостью; гораздо лучше во всех случаях использовать readdir(), интерфейс которого хорошо определен, стандартизован и переносим.

5.3.1.2. Элементы каталогов Linux и BSD

Хотя мы только что сказали, что вам следует использовать лишь члены d_ino и d_name структуры struct dirent, стоит знать о члене d_type в struct dirent BSD и Linux. Это значение unsigned char, в котором хранится тип файла, имя которого находится в элементе каталога:

struct dirent {

 ...

 ino_t d_ino;          /* Как ранее */

 char d_name[...];     /* Как ранее */

 unsigned char d_type; /* Linux и современная BSD */

 ...

};

d_type может принимать любые значения, описанные в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Значения для d_type

Имя Значение DT_BLK Файл блочного устройства DT_CHR Файл символьного устройства DT_DIR Каталог DT_FIFO FIFO или именованный канал DT_LNK Символическая ссылка DT_REG Обычный файл DT_SOCK Сокет DT_UNKNOWN Неизвестный тип файла DT_WHT Нет элемента (только системы BSD)

Знание типа файла просто путем чтения элемента каталога очень удобно; это может сэкономить на возможно дорогом системном вызове stat(). (Вызов stat() вскоре будет описан в разделе 5.4.2 «Получение информации о файле».)

5.3.2. Функции размещения каталогов BSD

Иногда полезно отметить текущее положение в каталоге для того, чтобы иметь возможность позже к нему вернуться. Например, вы пишете код, обходящий дерево каталога, и хотите рекурсивно входить в каждый подкаталог, когда его проходите. (Как отличить файлы от каталогов обсуждается в следующем разделе). По этой причине первоначальный интерфейс BSD включал две дополнительные процедуры:

#include <dirent.h> /* XSI */

/* Предупреждение: POSIX XSI использует для обеих функций long, а не off_t */

off_t telldir(DIR *dir);              /* Вернуть текущее положение */

void seekdir(DIR *dir, off_t offset); /* Переместиться в данное положение */

Эти процедуры подобны функциям ftell() и fseek() и <stdio.h>. Они возвращают текущее положение в каталоге и устанавливают текущее положение в ранее полученное значение соответственно.

Эти процедуры включены в часть XSI стандарта POSIX, поскольку они имеют смысл лишь для каталогов, которые реализованы с линейным хранением элементов каталога

Помимо предположений, сделанных относительно лежащей в основе структуры каталога, эти процедуры рискованнее использовать, чем простые процедуры чтения каталога. Это связано с тем, что содержание каталога может изменяться динамически: когда файлы добавляются или удаляются из каталога, операционная система приводит в порядок содержание каталога. Поскольку элементы каталога имеют различный размер, может оказаться, что сохраненное ранее абсолютное смещение больше не представляет начало элемента каталога! Поэтому мы не рекомендуем вам использовать эти функции, если вам они действительно не нужны[56].

5.4. Получение информации о файлах

Чтение каталога для получения имен файлов лишь половина дела. Получив имя файла, нужно знать, как получить остальную информацию, связанную с файлом, такую, как тип файла, права доступа к нему, владельца и т.д.

5.4.1. Типы файлов Linux

Linux (и Unix) поддерживает следующие различные типы файлов:

Обычные файлы

Как предполагает имя, данный тип используется для данных, исполняемых программ и всего прочего, что вам может понравиться. В листинге 'ls -l' они обозначаются в виде первого символа '-' поля прав доступа (режима).

Каталоги

Специальные файлы для связывания имен файлов с индексами. В листинге 'ls -l' они обозначаются первым символом d поля прав доступа.

Символические ссылки

Как описано ранее в главе. В листинге 'ls -l' обозначаются первым символом l (буква «эль», не цифра 1) поля прав доступа.

Устройства

Файлы, представляющие как физические аппаратные устройства, так и программные псевдоустройства. Есть две разновидности:

Блочные устройства

Устройства, ввод/вывод которых осуществляется порциями некоторого фиксированного размера физической записи, такие, как дисковые и ленточные приводы. Доступ к таким устройствам осуществляется через буферный кэш ядра. В листинге 'ls -l' они обозначаются первым символом b поля прав доступа.

Символьные устройства

Известны также как непосредственные (raw) устройства. Первоначально символьными устройствами были те, в которых ввод/вывод осуществлялся по несколько байтов за раз, как в терминалах. Однако, символьное устройство используется также для непосредственного ввода/вывода на блочные устройства, такие, как ленты и диски, минуя буферный кэш[57]. В листинге 'ls -l' они отображаются первым символом с поля прав доступа.

Именованные каналы (named pipes)

Известны также файлы FIFO («first-in first-out» — «первым вошел, первым обслужен»). Эти специальные файлы действуют подобно конвейерам (pipes); данные, записанные в них одной программой, могут быть прочитаны другой; данные не записываются на диск и не считываются с диска. FIFO создаются с помощью команды mkfifo; они обсуждаются в разделе 9.3.2 «FIFO». В листинге 'ls -l' они отображаются первым символом p поля прав доступа.

Сокеты

Сходные по назначению с именованными каналами[58], они управляются системными вызовами межпроцессных взаимодействий (IPC) сокетов, и мы не будем в данной книге иметь с ними дело в других отношениях. В листинге 'ls -l' они отображаются первым символом s поля прав доступа.

5.4.2. Получение информации о файле

Три системных вызова возвращают информацию о файлах:

#include <sys/types.h> /* POSIX */

#include <sys/stat.h>