Linux программирование в примерах, Роббинс Арнольд

Linux программирование в примерах

на обложку

Роббинс Арнольд

Шрифт:

4.5. Произвольный доступ: перемещения внутри файла

До сих пор мы обсуждали последовательный ввод/вывод, при котором данные читаются или записываются с начала файла и продолжаются до его конца. Часто это все, что требуется программе. Однако, возможно осуществление произвольного ввода/вывода; т.е. читать данные из произвольного положения в файле без необходимости предварительного чтения всего, что находится перед этим местом.

Смещение дескриптора файла является положением внутри открытого

файла, начиная с которого будет осуществляться следующая операция чтения или записи. Программа устанавливает смещение с помощью системного вызова

lseek

#include <sys/types.h> /* для off_t; POSIX */

#include <unistd.h> /* объявления lseek и значений whence */

off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

Тип

off_t

(тип смещения) является знаковым целым, представляющим позиции байтов (смещений от начала) внутри файла. На 32-разрядных системах тип представлен обычно как

long

. Однако, многие современные системы допускают очень большие файлы, в этом случае

off_t

может быть более необычным типом, таким, как C99

int64_t

или какой-нибудь другой расширенный тип.

lseek

принимает три следующих аргумента.

int fd

Дескриптор открытого файла.

off_t offset

Позиция, в которую нужно переместиться. Интерпретация этого значения зависит от параметра

whence

offset

может быть положительным или отрицательным; отрицательные значения перемещают к началу файла; положительные значения перемещают к концу файла.

int whence

Описывает положение в файле, относительно которого отсчитывается

offset

. См. табл. 4.4.

Таблица 4.4. Значения

whence

для

lseek

Именованная константа	Значение	Комментарий
SEEK_SET	0	offset абсолютно, т.е. относительно начала файла
SEEK_CUR	1	offset относительно текущей позиции в файле
SEEK_END	2	offset относительно конца файла.

Большое количество старого кода использует числовые значения, приведенные в табл. 4.4. Однако, любой новый код, который вы пишете, должен использовать символические имена, значение которых более ясно.

Смысл значений и их действие на положение в файле показаны на рис. 4.1. При условии, что файл содержит 3000 байтов и что перед каждым вызовом

lseek

текущим является

смещение 2000 байтов, новое положение после каждого вызова будет следующим.

Рис. 4.1. Смещения для

lseek

Отрицательные смещения относительно начала файла бессмысленны; они вызывают ошибку «недействительный параметр».

Возвращаемое значение является новым положением в файле. Поэтому, чтобы получить ваше текущее местоположение в файле, используйте

off_t curpos;

...

curpos = lseek(fd, (off_t)0, SEEK_CUR);

Буква

lseek

означает

long

lseek

был введен в V7 Unix, когда размеры файлов были увеличены; в V6 был простой системный вызов

seek

. В результате большое количество старой документации (и кода) рассматривает параметр offset как имеющий тип

long

, и вместо приведения к типу

off_t

довольно часто можно видеть суффикс L в константных значениях смешений:

curpos = lseek(fd, 0L, SEEK_CUR);

На системах с компилятором стандартного С, где

lseek

объявлена с прототипом, такой старый код продолжает работать, поскольку компилятор автоматически преобразует 0L из

long

off_t

, если это различные типы.

Одной интересной и важной особенностью

lseek

является то, что она способна устанавливать смещение за концом файла. Любые данные, которые впоследствии записываются в это место, попадают в файл, но с образованием «интервала» или «дыры» между концом предыдущих данных файла и началом новых данных. Данные в промежутке читаются, как если бы они содержали все нули.

Следующая программа демонстрирует создание дыр. Она записывает три экземпляра

struct

в начало, середину и дальний конец файла. Выбранные смешения (строки 16–18, третий элемент каждой структуры) произвольны, но достаточно большие для демонстрации особенности:

1 /* ch04-holes.c --- Демонстрация lseek и дыр в файлах. */

3 #include <stdio.h> /* для fprintf, stderr, BUFSIZ */

4 #include <errno.h> /* объявление errno */

5 #include <fcntl.h> /* для flags для open */

6 #include <string.h> /* объявление strerror */

7 #include <unistd.h> /* для ssize_t */

8 #include <sys/types.h> /* для off_t, etc. */

9 #include <sys/stat.h> /* для mode_t */

11 struct person {

12 char name[10]; /* имя */

13 char id[10]; /* идентификатор */