File i/o

📋File i/o

파일을 열고, 생성하고, 읽고, 쓰고, 닫는 과정

nano openfile.c

#include <stdio.h> // 표준 입력 및 출력 함수를 제공
#include <stdlib.h> // 일반적인 유틸리티 함수들을 제공
#include <fcntl.h> // 파일 제어 관련 상수들과 파일 제어 함수들을 정의
#include <unistd.h> // Unix 표준 함수들을 제공
#include <string.h> // 문자열 관련 함수들을 제공

int main() {
    const char *path = "example.txt"; // 파일의 경로를 path에 저장한다

    // 파일 열기 시도 : 읽기&쓰기 권한으로 열고, 파일이 없을 경우 생성, 소유자에 대한 읽기&쓰기 권한 설정
    int file_descriptor = open(path, O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR); 
    if (file_descriptor == -1) { // 실패할 경우 -1 반환
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE); // exit(0)은 정상적 종료, exit(EXIT_FAILURE)은 오류로 종료
    }

    // 파일에 쓰기
    char *message = "Hello, Unix!";
    write(file_descriptor, message, strlen(message)); // 문자열을 파일에 쓰기

    // 파일에서 읽기
    char buffer[100]; // 문자 배열 선언
    lseek(file_descriptor, 0, SEEK_SET);  // 파일 포인터를 파일 시작으로 이동
    read(file_descriptor, buffer, 100); // 최대 100바이트까지 읽기

    printf("Read from file: %s\n", buffer); // 읽어온 데이터 출력

    // 파일 닫기
    close(file_descriptor);

    return 0;
}

gcc -o openfile openfile.c

./openfile

추가 설명

const char *path = "example.txt";

파일의 경로, 즉 “example.txt” 문자열의 시작 주소를 path에 저장한다.

open()

open(열려는 파일의 경로 또는 이름, 파일을 어떻게 열지를 지정하는 플래그, 파일을 생성할 때만 사용)

• O_RDONLY: 읽기 전용으로 파일 열기.
• O_WRONLY: 쓰기 전용으로 파일 열기.
• O_RDWR: 읽기/쓰기 모드로 파일 열기.
• O_CREAT: 파일이 존재하지 않으면 새로 생성.
• O_APPEND: 파일 끝에 쓰기 위해 파일 포인터를 이동.
• O_TRUNC: 파일이 이미 존재하면 파일 크기를 0으로 잘라내기.

char *message = "Hello, Unix!"

“Hello, Unix!”라는 문자열의 주소를 message에 저장한다.

write()

write(데이터를 쓸 file descriptor, 쓸 데이터가 담긴 버퍼의 포인터, 쓸 데이터의 크기 (바이트 단위))
-> 결과값은 데이터의 크기가 출력된다.

lseek()

lseek(file descriptor, offset, whence) : 새로운 파일 포인터의 위치를 반환

• offset: 오프셋 값. 이 값을 기준으로 파일 포인터의 위치가 변경
• whence: 파일 포인터를 변경하는 기준
  • SEEK_SET: 파일의 시작을 기준으로 오프셋을 설정
  • SEEK_CUR: 현재 파일 포인터 위치를 기준으로 오프셋을 설정
  • SEEK_END: 파일의 끝을 기준으로 오프셋을 설정

read()

read(file descriptor, 읽은 데이터를 저장할 버퍼의 포인터, 읽을 데이터의 크기(바이트 단위))

복습하며 알게된 것들.

file이 open이나 creat로 file descriptor가 새로 할당되고, read나 write할 때 이를 이용한다. 이때, user가 생성하는 첫 번째 파일의 file descriptor는 3이 되는데, 그 이유는 기본 세팅으로

• 0 -> 표준 입력 (stdin)
• 1 -> 표준 출력 (stdout)
• 2 -> 표준 오류 (stderr)

의 file descriptor가 할당되어있기 때문이다.

메모리에서 file descriptor가 할당됨으로써, 시스템의 파일과 연결된다.

open()의 flag 중에 O_EXCL이 굉장히 독특한데, 파일이 존재하면 에러를 내고 open은 실패하면서 return값은 -1이 된다. 이게 존재하는 이유는 파일이 이미 존재하는 경우에 실패시킴으로써 프로그램의 신뢰성을 확보하기 위함이다. 아래의 코드를 예로 들 수 있다.

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

#define LOCKFILE "lockfile"
#define DELAY 100000000

void delay(void)
{
        int i;
        for (i=0;i<DELAY;i++);
}

int main(void)
{
        int fd, i;

        while((fd = open(LOCKFILE, O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, 0644)) < 0) {
                if (errno != EEXIST) {  //파일이 있음으로써 발생하는 오류(EEXIST)가 아니라면,
                        perror("open"); 
                        exit(1); // 종료
                } // 하지만, 파일이 있음으로써 발생하는 오류(EEXIST)라면, 계속 무한루프..
        }
        for (i = 'a'; i <= 'z'; i++) {
                putchar(i);
                fflush(stdout);
                delay();
        }
        printf("\n");
        close(fd); // 파일 삭제
        unlink(LOCKFILE);

        return 0;
}

이 코드를 실행시키고 a-z가 출력되고 있을 때, ctrl-c를 누르면 실행이 멈추고 종료되면서, lockfile이 삭제되지 않는다. 파일이 있음으로써 발생하는 오류, 즉 EEXIST 오류를 발생시키기 위함이다. 따라서 이 상태에서 다시 파일을 실행시키면 무한루프에 빠져서 파일이 종료되지 않고 계속 진행된다.