Chapter2-用户、文件操作与联机帮助

Unix/Linux编程,北京化工大学信息科学与技术学院计算机系易军凯yijk,第2章用户、文件操作与联机帮助编写who命令,概念与技巧：,联机帮助的作用与使用方法Unix的文件操作函数：open、read、write、lseek、close文件的建立与读写文件描述符缓冲：用户级的缓冲与内核级的缓冲内核模式、用户模式、和系统调用的代价Unix表示时间的方法与时间格式间的转换借助utmp文件来列出已登录的用户系统调用中的错误检测与处理,相关的系统调用：open、read、write、creat、lseek、closeperror相关命令：manwhocplogin,主要内容：,2.1编写who命令2.2编写cp(读和写)2.3提高文件I/O效率的方法，使用缓冲2.4内核缓冲技术2.5文件读写,2.1.1who命令能做些什么？2.1.2who命令是如何工作的？2.1.3如何编写who？,2.1编写who命令,2.1.1who命令能做些什么？,运行$who用于获取信息：哪些用户正在使用系统，系统是否很繁忙，某人是否正在使用系统等。查看who的帮助：$manwho描述（DESCRIPTION）部分是关于命令功能的详细阐述；选项（OPTIONS）部分给出了命令行中每一个选项的说明；参阅（SEEALSO）包含与这个命令相关的其它主题。,2.1.2who命令是如何工作的？,阅读联机帮助：$manwho搜索联机帮助：$mankuser|more阅读.h文件：$more/usr/include/foo.h从参阅部分（SEEALSO）中的得到启示,who的工作原理：,who通过读文件来获得需要的信息，而每个用户在文件中都有对应的记录。,2.1.3如何编写who,（1）问题：如何从文件中读取数据结构？可以用getc和fgets逐个字节地读取，但这样太繁琐，而且效率很低。查看联机帮助：$mankfile|grepread$man2read,（2）答案：使用open、read和close,intfd=open(char*name,inthow),参数：name：文件名how：O_RDONLY,O_WRONLY,orO_RDWR,返回值：-1遇到错误int成功返回,打开文件是内核提供的服务，文件被顺利打开，内核会返回一个正整数的值，这个数值就叫做文件描述符。必须通过文件描述符对文件进行操作。,fd=open(name,mode)n=read(fd,array,numchars)目标：把数据读取到缓冲区返回值：-1遇到错误numread成功读取，返回读取的字节数目。Intrusult=close(intfd)关闭进程和文件fd之间的连接，如果关闭的过程中出现错误，close返回-1。,（3）编写who1.c,main(intac,char*av)structutmputbuf;/*readinfointohere*/intutmpfd;/*readfromthisdescriptor*/if(utmpfd=open(INFOFILE,O_RDONLY)=-1)fprintf(stderr,%s:cannotopen%sn,*av,INFOFILE);exit(1);while(read(utmpfd,/*wentok*/,show_info(structutmp*utbufp)printf(%-8.8s,utbufp-ut_name);/*thelogname*/printf();/*aspace*/printf(%-8.8s,utbufp-ut_line);/*thetty*/printf();/*aspace*/printf(%10ld,utbufp-ut_time);/*logintime*/printf();/*aspace*/#ifdefSHOWHOSTprintf(%s),utbufp-ut_host);/*thehost*/#endifprintf(n);/*newline*/,（4）显示登录信息,两处问题需要改进：,消除空白记录正确显示登录时间,解决方法：,使用ut_typectime将表示时间的整数值转换成人们日常所使用的时间形式who2.c,2.2.1问题1：cp命令能做些什么？答案：复制文件典型用法：$cpsourcefiletargetfile如果targetfile所指的文件不存在，cp就创建这个文件，如果已经存在就覆盖。2.2.2问题2：cp命令是如何创建/重写文件的？答案:creatwrite,2.2编写CP(读和写),创建/重写文件intfd=creat(char*filename,mode_tmode）creat告诉内核创建一个名为filename的文件，如果这个文件不存在，就创建它；如果已经存在，就把它的内容清空，把文件的长度设为0。如果内核成功创建文件，则把文件的许可位设置为mode所指定的值。写文件n=write(fd,buffer,num)如果内核不能写入或写入失败，write返回-1，如果成功写入，则返回写入的字节数。,2.2.3问题3：如何编写cp,cp1.c,通过读和写来复制文件,#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);,缓冲区的大小对性能的影响：文件大小2500字节如果缓冲区大小100字节那么需要25次read()和25次write()如果缓冲区大小1000字节那么需要3次read()和3次write(),2.3提高文件I/O效率的方法使用缓冲,为什么系统调用需要很多时间？,系统调用时的控制流图,传输数据：用户进程位于用户空间，内核位于系统空间，磁盘只能被内核直接访问。用户模式和管理员模式的切换,用utmplib来缓冲main函数调用utmplib.c中的函数来取得下一条utmp记录utmplib.c中定义的函数每次从文件中读取得6条记录放入数组中当数组中的6条记录都被取走后，才调用内核服务重新读取数据,在who2.c中使用缓冲技术,应用内核缓冲技术的结果：提高磁盘I/O效率优化磁盘的写操作需要及时得将缓冲数据写入磁盘,2.4内核缓冲技术,内核缓冲磁盘上的数据,如何工作的？1、打开文件utmp；负责注销的程序必须对文件utmp进行读（找到登记记录）和写（修改登记记录）操作，必须先打开这个文件：fd=open(UTMP_FILE,O_RDWR),2.5文件读写,注销过程：做了些什么？系统改变了文件utmp中相应的登录记录,2、从utmp中找到包含你所在终端的登录记录；3、对当前记录做修改问题：在文件操作中，如何改变一个文件的当前读/写位置？答案：系统调用lseek4、关闭文件调用close(fd),编写终端注销的代码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*/,内核为每个打开的文件保存一个位置指针,Read从当前位置读入指定长度的数据，然后移动当前位置指针，指向下一个未读的数据。,指针是与文件描述符相关联的，而不是与文件关联，如果两个程序同时打开一个文件，会有两个指针，两个程序对文件的读操作不会互相干扰。,off_toldpos=lseek(intfd,off_tdist,intbase)参数：fd文件描述符dist移动的距离base:SEEK_SET=文件的开始SEEK_CUR=当前位置SEEK_END=文件结尾返回值：-1遇到错误oldpos指针变化前的位置,Lseek的用法,小结,Who命令通过读系统日志的内容显示当前已经登录的用户。系统调用操作文件open(filename,how)creat(filename,mode)read(fd,buffer,amt)write(fd,buffer,amt)lseek(fd,distance,base)close(fd),进