저수준(low-level) 파일 입출력
파일 기술자(file discriptor)
파일 기술자는 현재 열려 있는 파일을 구분할 목적으로 시스템에서 붙여놓은 번호
fd의 특징
open()함수로 파일을 열 때 부여됨 -> 열린 파일을 참조하는 데 사용하는 지시자 역할을 한다!- 0번 부터 시작하는데, 0번, 1번, 2번 fd는 기본적인 용도가 지정되어 있음
0: 표준 입력(standard input)
1: 표준 출력(standard output)
2: 표준 오류(standard error)- 프로세스가 파일을 열 때 순서대로 가장 작은 번호가 자동 할당되므로, 처음 파일을 열면 3번이 할당됨
물론, 0,1,2 fd를 닫아놓으면 0,1,2에도 할당 가능 open() : 파일 열기
파일을 연다는 것은 파일의 내용을 읽거나 파일에 내용을 쓸 수 있는 상태로 변경하는 것 !
- 파일 열기에 성공하면
파일 기술자(fd)를 리턴 - 실패하면
-1을 리턴하고errno에 실패 이유를 설명하는 오류 코드 저장
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
//pathname : 열려는 파일이 있는 경로
//flags : 파일 상태 플래그
//mode : 접근 권한 - 0644 같이 지정하거나 상숫값(S_IROTH 등)으로도 지정가능주요 flags
플래그는 OR 연산자를 사용해 연결도 가능!
creat() : 파일 생성
- 파일을 생성하는 전용 함수
- 구버전 유닉스에서 사용하던 것으로 open()함수와 달리
플래그를 지정하는 부분이 없다
// 다음 두 함수는 같은 기능을 한다 !
creat(pathname, mode);
open(pathname, O_CREAT | O_O_WRONLY | O_TRUNC, mode);close() : 파일 닫기
입출력 작업을 모두 완료하면 무조건 파일을 닫자 !
한 프로세스가 열 수 있는 파일 개수에 제한이 있어, 파일을 제대로 닫지 않으면 최대 허용 개수를 초과해 더 이상 파일을 열지 못할 수 있다
#include <unistd.h>
int close(int fd);- 파일을 성공적으로 닫으면 0을 리턴
- 파일 닫기에 실패하면 -1을 리턴하고 오류 코드를 errno에 저장
0번 fd를 닫았을 때 어떤 일이 발생할까?
// 0번 fd를 닫았을 때 어떤 일이 발생할까?
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int fd;
close(0);
fd = open("test.txt", O_RDWR);
if(fd == -1){
perror("open");
exit(1);
}
printf("test.txt : fd = %d\n", fd); // test.txt : fd = 0
close(fd);
}read() : 파일 읽기
데이터가 텍스트든 이미지든 무조건 바이트 단위 로 읽음에 주의!
파일 기술자가 가리키는 파일에서 count에 지정한 크기만큼 바이트를 읽어 buf로 저장한 메모리 영역에 저장한다.
-
실제 읽은 바이트 수를 리턴하며 오류가 발생하면-1을 리턴 -
리턴값이
0이면 파일의 끝에 도달해 더 이상 읽을 내용이 없다는 것 -
read()함수 실행할 때마다
읽은 크기만큼 오프셋이 이동해 다음 읽을 위치를 가리킨다.
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
//fd : 파일 기술자
//buf : 파일에 기록할 데이터를 저장한 메모리 영역
//count : buf의 크기(기록할 데이터의 크기)write() : 파일 읽기
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
//fd : 파일 기술자 - 쓰기를 수행할 파일
//buf : 파일에 기록할 데이터를 저장한 메모리 영역
//count : buf의 크기(기록할 데이터의 크기)buf가 가리키는 메모리 영역에서 count로 지정한 크기만큼 읽어 파일에 쓰기를 수행한다
- 실제로 쓰기를 수행한
바이트 수를 리턴하며 오류가 발생하면-1을 리턴함.
lseek() : 파일 오프셋 위치 지정
오프셋이란 파일의 시작 지점부터 현재 위치까지의 바이트 수
한 파일에서 파일 오프셋은 오직 하나다 !
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
//fd: 파일 기술자
//offset: 이동할 오프셋 위치
//whence: 오프셋의 기준 위치- 파일 시작에서 다섯 번째 위치로 이동
lseek(fd, 5, SEEK_SET);- 파일 끝으로 이동
lseek(fd, 0, SEEK_END);- 오프셋 현재 위치
cur_offset = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);반대방향으로 오프셋을 이동하려면 offset 값을 음수로 지정
- 실행에 성공하면
새로운 오프셋을 리턴, 실패하면-1을 리턴
파일 기술자 복사
dup() : 파일 기술자 복사
dup(int oldfd); 기존 파일 기술자를 인자로 받아 새로운 파일 기술자를 리턴
새로 할당되는 파일 기술자는 현재 할당할 수 있는 파일 기술자 중 가장 작은 값으로 자동 할당!
dup2() : 파일 기술자 복사
dup2(int oldfd, int newfd);새로운 파일 기술자를 자동으로 할당해 새로운 파일 기술자를 지정할 수 있게 해 줌
파일 기술자 oldfd를 newfd로 복사
fcntl() : 파일 기술자 제어
fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */);
//fd: 파일 기술자
//cmd: 명령
//arg: cmd에 따라 필요시 지정하는 인자들 파일 기술자가 가리키는 파일에 cmd로 지정한 명령을 수행
remove() : 파일 삭제
int remove(const char *pathname);path 로 지정한 파일이나 디렉터리를 삭제한다
내부적으로 삭제 대상이 파일이면 unlink() 함수를 호출하고,
삭제 대상이 디렉터리면 rmdir()를 호출한다.
디렉터리는 비어있을 때만 삭제된다!
fsync() : 파일과 디스크 동기화 함수
int fsync(int fd);
//fd: 디스크로 저장할 파일의 파일 기술자메모리에 위치하고 있는 파일의 내용을 디스크로 보내 메모리와 디스크의 내용을 동기화한다!
메모리의 내용이 디스크로 모두 기록되기 전에는 리턴하지 않음!
요약.
리눅스에서 파일을 읽고 쓰는 방법은 저수준(low-level) 파일 입출력과 고수준(high-level) 파일 입출력이 있다!
저수준(low-level) 파일 입출력
저수준 파일 입출력은 리눅스 커널의 시스템 호출을 이용해 파일 입출력을 수행함.
열린 파일을 참조할 때 파일 기술자 (file discriptor)을 사용
(장점 👍🏻)
시스템 호출을 이용하므로 파일에 빨리 접근할 수 있고,
바이트 단위로만 입출력을 수행하기 때문에 일반 파일 뿐만 아니라 특수 파일도 다룰 수 있지만,
(단점 👎🏻)
응용 프로그램을 작성할 때 바이트를 적당한 형태의 데이터로 변환 하는 여러 기능을 함수로 추가 구현해야한다는 단점이 있음.
고수준(high-level) 파일 입출력
고수준 파일 입출력은 c언어의 표준함수로 제공되며, 데이터를 바이트에 한정하지 않고 버퍼를 이용해 한꺼번에 읽기와 쓰기를 수행함.
열린 파일을 참조할 때 파일 포인터(file pointer)를 사용
