使用系统调用实现unix cat命令

Question

对于我的操作系统课程，我的任务是通过系统调用（无 scanf 或 printf）实现 Unix 的 cat 命令。这是我到目前为止得到的：（

感谢回复进行编辑）

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>



main(void)
{


   int fd1; 
   int fd2;

   char *buffer1;
   buffer1 = (char *) calloc(100, sizeof(char));


   char *buffer2;
   buffer2 = (char *)calloc(100, sizeof(char));

   fd1 = open("input.in", O_RDONLY);    
   fd2 = open("input2.in", O_RDONLY);


   while(eof1){ //<-lseek condition to add here
   read (fd1, buffer1, /*how much to read here?*/ );
   write(1, buffer1, sizeof(buffer1)-1);     
   }


   while (eof2){ 

    read (fd2,buffer2, /*how much to read here?*/);  
    write(1, buffer2, sizeof(buffer2)-1);

    }

}

我看到的示例仅显示读取已知字节数。我不知道每个读取的文件有多少字节，那么如何指定读取的最后一个参数？

Answer 1

• 在读到缓冲区之前，您必须分配一个缓冲区。在堆栈上（最简单）或使用 mmap。
• perror 是一个复杂的库函数，而不是系统调用。
• exit 不是 Linux 上的系统调用。但 _exit 是。
• 写入的字节数不要超过您之前读取的字节数。
• 或者，一般来说：阅读有关所有这些系统调用的文档。

编辑：这是我的代码，仅使用系统调用。错误处理有些有限，因为我不想重新实现 perror。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

static int
cat_fd(int fd) {
  char buf[4096];
  ssize_t nread;

  while ((nread = read(fd, buf, sizeof buf)) > 0) {
    ssize_t ntotalwritten = 0;
    while (ntotalwritten < nread) {
      ssize_t nwritten = write(STDOUT_FILENO, buf + ntotalwritten, nread - ntotalwritten);
      if (nwritten < 1)
        return -1;
      ntotalwritten += nwritten;
    }
  }

  return nread == 0 ? 0 : -1;
}

static int
cat(const char *fname) {
  int fd, success;

  if ((fd = open(fname, O_RDONLY)) == -1)
    return -1;

  success = cat_fd(fd);

  if (close(fd) != 0)
    return -1;

  return success;
}


int
main(int argc, char **argv) {
  int i;

  if (argc == 1) {
    if (cat_fd(STDIN_FILENO) != 0)
      goto error;
  } else {
    for (i = 1; i < argc; i++) {
      if (cat(argv[i]) != 0)
        goto error;
    }
  }
  return 0;

error:
  write(STDOUT_FILENO, "error\n", 6);
  return 1;
}

Answer 2

您需要读取缓冲区中能够容纳的尽可能多的字节。现在，你还没有缓冲区，你得到的只是一个指向缓冲区的指针。那没有初始化为任何东西。先有鸡还是先有蛋，因此您也不知道要读取多少字节。

创建一个缓冲区。

Answer 3

通常不需要一口气读完整个文件。选择与主机操作系统内存页面大小相同或倍数的缓冲区大小是一个好方法。页面大小的 1 或 2 倍可能就足够了。

使用太大的缓冲区实际上可能会导致程序运行更差，因为它们会给虚拟内存系统带来压力并可能导致分页。

Answer 4

您可以使用 open、fstat、mmap、madvise 和 write 来制作非常高效的 cat 命令。

如果特定于 Linux，您可以使用 open、fstat、fadvise 和 splice 来创建更高效​​的 cat 命令。

建议调用将指定 SEQUENTIAL 标志，该标志将告诉内核对文件进行积极的预读。

如果您想对系统的其余部分保持礼貌并尽量减少缓冲区高速缓存的使用，则可以以 32 MB 左右的块进行复制，并在已读取的部分上使用建议 DONTNEED 标志。

注意：

以上仅当源是文件时才有效。如果 fstat 无法提供大小，那么您必须回退到使用分配的缓冲区和读取、写入。您也可以使用splice。

Answer 5

在读取文件之前，使用 stat 函数查找文件的大小。或者，您可以读取块直到获得 EOF。