20135205信息安全系统设计基础第九周学习总结

第十章 系统级I/O

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I/O

一个Unix文件就是一个m个字节的序列：B0，B1，.......，Bk，......，Bm-1

打开文件：一个应用程序经过要求内核打开相应的文件，来宣告它想要访问一个I/O设备。

　　　　  内核返回一个小的非负整数，叫作描述符，它在后继对此文件的全部操做中标识这个文件。内核记录有关这个打开文件的全部信息。应用程序只需记住这个标识符。

Unix外壳建立的每一个进程开始时都有三个打开的文件：标准输入（描述符为0）、标准输出（1）和标准错误（2)。

改变当前的文件位置：对于每一个打开的文件，内核保持着一个文件位置k，初始为0。

　　　　　　　　　　这个文件位置是从文件开头起始的字节偏移量。应用程序可以经过执行seek操做，显示地设置文件的当前位置为k。

读写文件：一个读操做就是从文件拷贝n>0个字节到存储器，从当前文件位置k开始，而后将k增长到k+n。

　　　　　　给定一个大小为m字节的文件，当k》m时执行读操做会触发一个称为end-of-file（EOF）的条件，应用程序能检测到这个条件。在文件的结尾处并无明确的“EOF符号”。

　　　　　　相似地写操做就是从存储器拷贝n>0个字节到一个文件，从当前文件位置k开始，而后更新k。

关闭文件：当应用完成了对文件的访问以后，它就通知内核关闭这个文件。做为响应，内核释放文件打开时建立的数据结构，并将这个描述符恢复到可用的描述符池中。

　　　　　　不管一个进程由于何种缘由终止时，内核都会关闭全部打开的文件并释放他们的存储器资源。

打开关闭文件

open函数：打开一个已存在的文件或者建立一个新文件

　　　　　　此函数将filename转换为一个文件描述符，而且返回描述符数字。返回的描述符老是在进程中当前没有打开的最小描述符。flags参数指明了进程打算如何访问这个文件。

　　　　　　O_RDONLY只读

　　　　　　O_WRONLY只写

　　　　　　O_RDWR可读可写

　　　　　　书中例子：fd = Open("foo.txt",O_RDONLY, 0)

flags参数也能够是一个或者更多位掩码的或，为写提供给一些额外的指示：

　　　　　　O_CREAT若是文件不存在，就建立它的一个截断的（空）文件

　　　　　　O_TRUNC若是文件已经存在，就截断它

　　　　　　O_APPEND在每次写操做前，设置文件位置到文件的结尾处。

　　　　　　书中例子：fd = Open("foo.txt",O_WDONLY|O_APPEND, 0)

mode参数指定了新文件的访问权限位。

读写文件文件

调用read和write函数进行输入和输出的。

经过调用lseek函数，应用程序可以显示地修改当前文件的位置，这部份内容不在咱们的讨论范围以内。

用RIO包健壮地读写

一、无缓冲的输入输出函数

调用rio_readn和rio_writen函数，应用程序能够在存储器和文件之间直接传送数据。

二、带缓冲的输入函数

一个文本行就是一个由换行符结尾的ASCLL码字符序列。

调用一个包装函数，他从一个内部读缓冲区拷贝一个文本行，当缓冲区边空时，会自动地调用read从新填满缓冲区。

读取文件元数据

调用stat和fstat函数，检索到关于文件的信息（也称为文件的元数据）

stat函数以一个文件名做为输入，并填写其数据结构中的各个成员。

fstat函数是类似的，只不过是以文件描述符而不是文件名做为输入。

共享文件

描述符表：每一个进程都有它独立的描述符表，它的表项是由进程打开的文件描述符来索引的。每一个打开的描述符表项指向文件表中的一个表项。

文件表：打开文件的集合是由一张文件表来表示的，全部进程共享这张表.

V-NODE表：同文件表同样，全部的进程共享这张V-NODE表。每一个表项包含stat结构中的大多数信息。

I/O重定向

Unix外壳提供了I/O重定向操做符，容许用户将磁盘文件和标准输入输出联系起来。

dup2函数：拷贝描述符表表项oidfd到描述符表表项newfd，覆盖描述符表表项newfd之前的内容。若是newfd已经打开了，dup2会在拷贝oldfd以前关闭newfd。

标准I/O

ANSI c定义了一组高级的输入输出函数 称为I/O库

提供了打开和关闭函数：fopen和oclose

　　　读和写字节的函数：fread和fwrite

　　　读和写字符串：fgets和fputs

　　　复杂的格式化的I/O函数：scanf和printf

 --------------------------------------------------------------

参考资料：

深刻理解计算机操做系统

视频