UNIX环境高级编程-第三章习题

1，当读写磁盘文件时，read,write等函数确实是不带缓冲机制的吗？请说明原因。

　　答：所有磁盘I/O都要经过内核的块缓存区（即内核的缓冲区高速缓存）。唯一例外的是对原始磁盘设备的I/O，但是我们不考虑这种情况。既然read或write的数据都要被内核缓冲，那么术语“不带缓冲的I/O”指的是在用户的进程中对这两个函数不会自动缓冲，每次read或write就要进行一次系统调用。

2，编写一个与dup2功能相同的函数，要求不调用fcntl函数，并且要有正确的出错处理。

　　答：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/resource.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define    OPEN_MAX_GUESS    256

long
open_max(void)　　//这里是第二章的习题代码
{
    long openmax;
    struct rlimit rl;

    if ((openmax = sysconf(_SC_OPEN_MAX)) < 0 || openmax == LONG_MAX) 
    {
        if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl) < 0)
            perror("can't get file limit");
        if (rl.rlim_max == RLIM_INFINITY)
            openmax = OPEN_MAX_GUESS;
        else
            openmax = rl.rlim_max;
    }
    return(openmax);
}

int my_dup2(int oldfd, int newfd)
{
    int fd;
    int begin_fd;
    long t_openmax;
    int i;
    t_openmax = open_max();
    printf("open_max is %ld
", t_openmax);
    if(oldfd < 0 || newfd < 0 || oldfd > (t_openmax - 1) || newfd > (t_openmax - 1))　　//以当前系统最大打开文件数量为限
    {
        perror("fd error");
        return -1;
    }
    
    if(oldfd == newfd)
    {
        return newfd;
    }
    close(newfd);
    fd = dup(oldfd);
    begin_fd = fd;
    while(fd < (t_openmax - 1))　　//循环对比当前复制的文件描述符是否符号要求
    {
        if(fd == newfd) 
        {
            printf("get newfd
");
            break;
        }
        fd = dup(oldfd);
        if(fd == -1) 
        {
            perror("dup error");
            return -1;
        }
        
    }
    for(i = begin_fd;i < fd; i++)
    {
       close(i);
    }  
    return fd;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int oldfd;
    int newfd;
    
    char *buf="This is my_dup2 test
";
    
    if((oldfd = open("my_dup2_text.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644)) == -1)
    {
        perror("my_dup2_text open error");
        exit(-1);
    }
    newfd = my_dup2(oldfd, 1023);
    if(newfd == -1)
    {
        perror("my_dup2 error");
        exit(-1);      
    }
    printf("newfd is %d
", newfd);
    if(write(newfd, buf, strlen(buf)) != strlen(buf))
    {
        perror("write error");
        exit(-1);         
    }
    
    close(newfd);
    exit(0);
}

 3，假设一个进程执行下面3个函数调用：

fd1 = open(path, oflags);
fd2 = dup(fd1);
fd3 = open(path, oflags);

　　指出三个文件描述符的文件表关系。对fcntl作用于fd1来说，F_SETFD命令会影响哪一个文件描述符？F_SETEL呢？

　　答：fd1、fd2指向同一个文件表，fd3有新的文件表，但是v节点表与fd1、fd2一样。F_SETFD只影响fd1，因为这个标志位的作用是设置文件描述符。F_SETEL影响fd1和fd2，因为它设置的是文件的状态。

4，许多程序中都包含下面一段代码：

dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2);
if (fd > 2)
    close(fd);

　　为了说明if语句的必要性，假设fd是1，画出每次调用dup2时3个描述符及相应的文件表项的变化情况。然后再画出fd为3的情况。

　　答：fd为1的情况：fd标志为0、2、1都指向同样的文件表。

　　fd为3的情况：fd标志为0、1、2、4都指向同样的文件表。

　　因为 0、1、2分别对应stdin, stdout, stderr，是不应该关闭的，这段程序的目的是把stdin, stdout, stderr这三个标准fd重定向到同一个文件描述符里，当fd大于2时，因为目的已经达成，大于2的fd已经不需要了，为了避免造成浪费，所以关闭它。

5，在bourne shell、Bourne-again shell和Korn shell中，digit1>&digit2表示要将描述符digit1重定向至描述符digit2的同一文件。请说明下面两条命令的区别。

./a.out > outfile 2>&1
./a.out 2>&1 > outfile

　　答：第一条是把标准错误和标准输出都重定向到outfile，指向同一文件表项；

　　　　第二条是标准错误重定向到标准输出，然后标准输出又重定向到outfile，所以标准输出指向outfile的文件表项，标准错误指向终端的文件表项，所有标准错误都会打印到终端。

6，如果使用追加标志打开一个文件以便读、写，能否仍用lseek在任一位置开始读？能否用lseek更新文件中任一部分的数据？请编写一段程序验证。

　　答：能在任一位置开始读，但不能更新任一部分的数据，只能追加，程序如下：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/resource.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    
    char buf_read[10];
    char *buf="This is lseek test
";
    
    if((fd = open("lseek.txt",O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND,0644)) == -1)
    {
        perror("fd open error");
        exit(-1);
    }
    
    if(write(fd, buf, strlen(buf)) != strlen(buf))
    {
        perror("write error");
        exit(-1);         
    }
    lseek(fd, 2, SEEK_SET);
    read(fd, buf_read, 10);
    lseek(fd, 2, SEEK_SET);
    printf("lseek read is: %s
", buf_read);
    if(write(fd, buf, strlen(buf)) != strlen(buf))
    {
        perror("write error");
        exit(-1);         
    }
    close(fd);
    exit(0);
}

 运行结果如下：

dog@dog:~/test$ ./a.out
lseek read is: is is lsee
dog@dog:~/test$ cat lseek.txt
This is lseek test
This is lseek test