The C Programming Language（第 2 版） 笔记 / 8 UNIX 系统接口 / 8.3 open、creat、close、unlink

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8.3 open、creat、close、unlink

除了默认的标准输入、标准输出和标准错误文件外，其它文件都必须在读或写之前显式地打开
系统调用 open 和 creat 用于实现该功能

open 与第 7 章讨论的 fopen 相似
不同的是，前者返回一个文件描述符，它仅仅只是一个 int 类型的数值，而后者返回一个文件指针
如果发生错误，open 将返回 -1

#include <fcntl.h>

int fd; 
int open(char *name, int flags, int perms); 
fd = open(name, flags, perms);

与 fopen 一样，参数 name 是一个包含文件名的字符串
第二个参数 flags 是一个 int 类型的值，它说明以何种方式打开文件，主要的几个值如下所示：

O_RDONLY    以只读方式打开文件
O_WRONLY    以只写方式打开文件
O_RDWR      以读写方式打开文件

在 System V UNIX 系统中，这些常量在头文件 <fcntl.h> 中定义
而在 Berkeley（BSD） 版本中则在 <sys/file.h> 中定义

可以使用 fd = open(name, O_RDONLY, 0); 打开一个文件以执行读操作

在本章的讨论中，open 的参数 perms 的值始终为 0

如果用 open 打开一个不存在的文件，则将导致错误
可以使用 creat 系统调用创建新文件或覆盖已有的旧文件，如下所示：

int creat(char *name, int perms); 
fd = creat(name, perms);

如果 creat 成功地创建了文件，它将返回一个文件描述符，否则返回 -1
如果此文件已存在，creat 将把该文件的长度截断为 0，从而丢弃原先已有的内容
使用 creat 创建一个已存在的文件不会导致错误

如果要创建的文件不存在，则 creat 用参数 perms 指定的权限创建文件
在 UNIX 文件系统中，每个文件对应一个 9 比特的权限信息
它们分别控制文件的所有者、所有者组和其他成员对文件的读、写和执行访问
因此，通过一个 3 位的八进制数就可方便地说明不同的权限
例如，0755 说明文件的所有者可以对它进行读、写和执行操作，而所有者组和其他成员只能进行读和执行操作

下面通过一个简化的 UNIX 程序 cp 说明 creat 的用法
该程序将一个文件复制到另一个文件
我们编写的这个版本仅仅只能复制一个文件，不允许用目录作为第二个参数，并且，目标文件的权限不是通过复制获得的，而是重新定义的

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include "syscalls.h"
#define PERMS 0666 /* RW for owner, group, others */

void error(char *, ...);

/* cp: copy f1 to f2 */ 
main(int argc, char *argv[]) 
{
     
    int f1, f2, n; 
    char buf[BUFSIZ];
    
    if (argc != 3) 
        error("Usage: cp from to"); 
    if ((f1 = open(argv[1], O_RDONLY, 0)) == -1) 
        error("cp: can't open %s", argv[1]); 
    if ((f2 = creat(argv[2], PERMS)) == -1) 
        error("cp: can't create %s, mode %03o", argv[2], PERMS); 
    while ((n = read(f1, buf, BUFSIZ)) > 0) 
        if (write(f2, buf, n) != n) 
            error("cp: write error on file %s", argv[2]); 
    return 0; 
}

该程序创建的输出文件具有固定的权限 0666
利用 8.6 节中将要讨论的 stat 系统调用，可以获得一个已存在文件的模式，并将此模式赋值给它的副本

注意，函数 error 类似于函数 printf，在调用时可带变长参数表
下面通过 error 函数的实现说明如何使用 printf 函数家族的另一个成员 vprintf
标准库函数 vprintf 函数与 printf 函数类似，所不同的是，它用一个参数取代了变长参数表
且此参数通过调用 va_start 宏进行初始化
同样，vfprintf 和 vsprintf 函数分别与 fprintf 和 sprintf 函数类似

#include <stdio.h> 
#include <stdarg.h>

/* error: print an error message and die */ 
void error(char *fmt, ...) 
{
     
    va_list args; 
    va_start(args, fmt); 
    fprintf(stderr, "error: "); 
    vprintf(stderr, fmt, args); 
    fprintf(stderr, "\n"); 
    va_end(args); 
    exit(1); 
}

一个程序同时打开的文件数是有限制的（通常为 20）
相应地，如果一个程序需要同时处理许多文件，那么它必须重用文件描述符
函数 close(int fd) 用来断开文件描述符和已打开文件之间的连接，并释放此文件描述符，以供其它文件使用
close 函数与标准库中的 fclose 函数相对应，但它不需要清洗（flush）缓冲区
如果程序通过 exit 函数退出或从主程序中返回，所有打开的文件将被关闭

函数 unlink(char *name) 将文件 name 从文件系统中删除，它对应于标准库函数 remove

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