Linux编程实践Day5

学习stty

设备文件

设备文件名使用ls /dev命令在/dev中查看

终端就像文件

设备文件与磁盘文件的区别

1. 常用的磁盘文件由字节组成，磁盘文件中的字节数就是文件的大小。而对于设备文件而言，其i节点指向的是对应的设备驱动程序指针，当应用程序对设备文件进行读写操作时，内核会根据i节点，调用相应的内核子程序来执行实际的设备操作。
2. 进程到磁盘的字节会先被缓冲，然后才从内核的缓冲区发送出去，而进程需要尽快把到设备文件的数据传送出去。

磁盘文件属性

通过fcntl修改缓冲属性

#include <fcntl.h>
int s;
s = fcntl(fs, F_GETFL);
s |= O_SYNC;
if(fcntl(fd, F_SETFL, s) == -1){
    perror("setting SYNC error");
}

参数F_GETFL用于得到当前的位集，O_SYNC位用于告诉内核对write的调用只能在数据写入实际的硬件是才能返回，而不是数据复制到缓冲区就返回，这样可以保证数据一定被写入

自动添加append模式

当文件描述符的O_APPEND位被开启后，每个对write的调用将自动调用lseek将内容添加到文件的末尾，并且可以保证多进程同时写入时，不会出现死锁或错误写入。

设备文件属性

使用stty命令改变驱动属性

stty erase X # make 'X' the erase key
stty -echo   # type invisibly
stty echo    # type visibly
stty erase @ echo # mutiple cmds

通过程序改变驱动属性

• 从驱动程序获得属性
• 修改所要修改的属性
• 将修改过的属性送回驱动程序

termios structure

tcflag_t c_iflag;      /* input modes */
tcflag_t c_oflag;      /* output modes */
tcflag_t c_cflag;      /* control modes */
tcflag_t c_lflag;      /* local modes */
cc_t     c_cc[NCCS];   /* special characters */

#include <termios.h>
struct termios attribs;
tcgetattr(fd, &settings);
settings.c_lflag |= ECHO;
tcsetattr(fd, TCSANOW, &settings);

除了TCSANOW以外，还有

tips

homework

link是可以用来给文件上锁的，但现如今已被淘汰

/* 测试两个进程同时创建硬链接，可以得知系统调用link可以起到给文件上锁的作用 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>

int LockPasswd(){
    int rv = 0;
    if(link("./test.txt", "./test_link.txt") == -1)
        rv = errno;
    return rv;
}

int main() {
    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("无法创建子进程");
        return 1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程执行代码
        int result = LockPasswd();
        printf("子进程执行结果：%d\n", result);
    } else {
        // 父进程执行代码
        int result = LockPasswd();
        printf("父进程执行结果：%d\n", result);
    }

    return 0;
}

结果如图

使用O_SYNC测试

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

const char* input_file = "./sync_exp/input";
const char* output_dir = "./sync_exp/output";

void split_file() {
    int in_fd = open(input_file, O_RDONLY);
    if (in_fd == -1) {
        perror("Failed to open input file");
        return;
    }

    unsigned char buffer[BUFFER_SIZE];
    int cnt = 0;

    while((read(in_fd, buffer, BUFFER_SIZE)) != 0){
        char output_file[100];
        sprintf(output_file, "./sync_exp/output/%d", cnt++);
        int out_fd = open(output_file, O_WRONLY | O_CREAT | 0777);
        if (out_fd == -1) {
            perror("Failed to create output file");
            return;
        }

        write(out_fd, buffer, BUFFER_SIZE);
        close(out_fd);
    }

    close(in_fd);
}

int main() {
    clock_t start = clock();
    split_file();
    clock_t end = clock();
    double time_taken = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("time cost: %f\n", time_taken);
    return 0;
}

开启缓冲的结果

关闭缓冲的结果

结论
在1G的input文件轰炸下，关闭缓冲仍然不会太明显地影响速度，可能这就和linux内核实现有关了