《深入理解计算机系统》系统级I/O——读书笔记

一、系统I/O

       1、打开、关闭文件

           int open(const char* path,int oflags);

           int open(const char* path,int oflags,mode_t mode);

           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

           mode指定了新文件的访问权限位。当进程通过带某个mode参数的open函数调用来创建一个新文件时，文件的访问权限被设置成mode&~umask。（每个进程都有一个umask，它是通过调用umask函数来设置的）

       2、读、写文件

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

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

          某些情况下，read和write传送的字节比应用程序要求的要少，出现这些不足值的原因如下：

         读时遇到EOF。假设我们准备读取一个文件，该文件从当前位置开始只含有20个字节，而我们以50个字节的片进行读取。导致read返回的不足值为20，此后的read将通过返回不足值0来发出EOF信号；

         从终端读文本行。如果打开的文件与终端相关联（如键盘和显示器），那么每个read函数将一次传送一个文本行，返回不足值等于文本行的大小；

         读和写网络套接字。内部缓冲约束和较长的网络延迟会引起read和write返回不足值。对管道调用read和write也有可能出现不足值。

      3、用RIO包健壮地读写

          RIO的无缓冲的输入输出函数

          ssize_t   rio_readn(int fd,void *usrbuf,size_t n);

          ssize_t   rio_writen(int fd,void *usrbuf,size_t n);

          rio_readn在遇到EOF时会返回不足值，rio_writen不会返回不足值。对同一个描述符，这两个函数可以任意交错的使用。

         RIO的带缓冲的输入函数

         void   rio_readinitb(rio_t *rp , int fd);           // 初始化缓冲区，把缓冲区和文件描述符联系起来

         ssize_t   rio_readlineb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t maxlen);

         ssize_t   rio_readnb(rio_t *rp,void *usrbuf,size_t n);

         rio_readlineb函数从文件rp读出一个文本行（包括结尾的换行符），将它拷贝到结尾的存储器位置，并用空（零）字符来结束这个文本行。rio_readlineb函数从文件rp最多读n个字节到存储器位置usrbuf。对于同一描述符，这两个函数可以任意交叉使用。但是对于同一描述符，这两个函数不能和无缓冲的交叉使用。

二、读取文件元数据

       获取文件元数据的函数为：

                                               

       元数据数据结构：

                                

三、共享文件

      记住如下三幅图即可：

     

    

    

四、I/O重定向

      函数为：

            

    函数解释：

    （即：让描述符oldfd实现newfd的功能）

  eg，dup2(field,1)      将标准描述符输出重定向到field描述符

    解析图如下：

               

五、以上是一些系统调用，实际上还定义了一些标准I/O

六、选择

      建议在网络套接字上不要使用标准I/O函数来进行输入和输出。而要使用健壮的RIO函数。

       原因如下：

       限制一：跟在输出函数之后的输入函数。中间必须有fflush、fseek。fsetpos或者rewind的调用。

       限制二：跟在输入函数之后的输出函数。中间必须有fseek、fsetpos或者rewind的调用。

      但是，对套接字使用lseek违法，所以第一个限制，可以采用刷新缓冲区满足；第二个限制的解决办法是，对同一个套接字打开两个流，一个写，一个读：