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2 章节来查找 Linux 提供的系统调用的具体使用方法。有关文件操作的常见系统调用命令有：open、creat、close、read、write、lseek、opendir、readdir、mkdir、stat 等等。 cp 命令的实现 cp 命令的模拟实现 大家也都知道 cp 这个命令主要的作用就是把一个文件从一个位置复制到另一个位置。比如现在 /root 目录下有一个 test.txt 文件，如果我们用 cp test.txt test2.txt 命令的话，在同一个目录下面就会生成一个同样内容的 test2.txt 文件了。 那么 cp 命令是怎么实现的呢，我们看如下代码：
清单 1. cp 命令实现代码
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#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFFERSIZE 4096
#define COPYMODE 0644
void oops(char *, char *);
main(int argc, char * argv[])
{
int in_fd, out_fd, n_chars;
char buf[BUFFERSIZE];
if ( argc != 3 ){
fprintf( stderr, "usage: %s source destination\n", *argv);
exit(1);
}
if ( (in_fd=open(argv[1], O_RDONLY)) == -1 ){
oops("Cannot open ", argv[1]);
}
if ( (out_fd=creat( argv[2], COPYMODE)) == -1 ){
oops( "Cannot creat", argv[2]);
}
while ( (n_chars = read(in_fd , buf, BUFFERSIZE)) > 0 ){
if ( write( out_fd, buf, n_chars ) != n_chars ){
oops("Write error to ", argv[2]);
}
}
if ( n_chars == -1 ){
oops("Read error from ", argv[1]);
}
if ( close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1 )
oops("Error closing files","");
}
void oops(char *s1, char *s2)
{
fprintf(stderr,"Error: %s ", s1);
perror(s2);
exit(1);
}
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该程序的主要实现思想是：打开一个输入文件，创建一个输出文件，建立一个 BUFFERSIZE 大小的缓冲区；然后在判断输入文件未完的循环中，每次读入多少就向输出文件中写入多少，直到输入文件结束。 cp 命令实现的说明 让我来详细的讲述一下这个程序： - 开头四行包含了 4 个头文件，<stdio.h> 文件包含了 fprintf、perror 的函数原型定义；<unistd.h> 文件包含了 read、write 的函数原型定义；<fcntl.h> 文件包含了 open、creat 的函数原型定义、<stdlib.h> 文件包含了 exit 的函数原型定义。这些函数原型有些是系统调用、有些是库函数，通常都可以在 /usr/include 目录中找到这些头文件。
- 接下来的 2 行以宏定义的方式定义了 2 个常量。BUFFERSIZE 用来表示缓冲区的大小、COPYMODE 用来定义创建文件的权限。
- 接下来的一行定义了一个函数原型 oops，该函数的具体定义在最后出现，用来输出出错信息到 stderr，也就是标准错误输出的文件流。
- 接下来主程序开始。首先定义了 2 个文件描述符、一个存放读出字节数的变量 n_chars、和一个 BUFFERSIZE 大小的字符数组用来作为拷贝文件的缓冲区。
- 接下来判断输入参数的个数是否为 3，也就是程序名 argv[0]、拷贝源文件 argv[1]、目标文件 argv[2]。不为 3 的话就输出错误信息到 stderr，然后退出程序。
- 接下来的 2 行，用 open 系统调用以 O_RDONLY 只读模式打开拷贝源文件，如果打开失败就输出错误信息并退出。如果想了解文件打开模式的详细内容请使用命令 man 2 open，来查看帮助文档。
- 接下来的 2 行，用 creat 系统调用以 COPYMODE 的权限建立一个文件，如果建立失败函数的返回值为 -1 的话，就输出错误信息并退出。
- 接下来的循环是拷贝的主要过程。它从输入文件描述符 in_fd 中，读入 BUFFERSIZE 字节的数据，存放到 buf 字符数组中。在正常读入的情况下，read 函数返回实际读入的字节数，也就是说只要没有异常情况和文件没有读到结尾，那么 n_chars 中存放的就是实际读出的字节的数字。然后 write 函数将从 buf 缓冲区中，读出 n_chars 个字符，写入 in_out 输出文件描述符。由于 write 系统调用返回的是实际写入成功的字节数。所以当读出 N 个字符，又成功写入 N 个字符到输出文件描述符中去的时候，就表示写成功了，否则就报告写入错误。
- 最后就是用 close 系统调用关闭打开的输入和输出文件描述符。
rm 命令的实现 rm 命令的模拟实现 rm 命令主要是用来删除一个文件。 该命令的实现代码如下：
清单 2. rm 命令代码
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#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc , char * argv[]) {
int rt;
if(argc != 2){
exit(2);
}else{
if((rt = unlink(argv[1])) != 0){
fprintf(stderr,"error.");
exit(3);
}
}
return 0;
}
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其中程序的关键是 unlink 系统调用，unlink 函数原型包含在 <unistd.h> 头文件里面。 用 strace 来跟踪命令 我们从这个程序的创建过程来分析这个程序。 这个命令的模拟程序是怎么写出来的呢？ 首先，我们可以在机器上 touch test 建立一个 test 文件，然后调用 strace rm test 命令来查看 rm 命令具体使用了那些系统调用。 通过查看，我们看到主要使用的系统调用如下： | [root@localhost aa]# strace rm test
execve("/bin/rm", ["rm", "test"], [/* 24 vars */]) = 0
brk(0) = 0xcc66000
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x2aff83ffb000
uname({sys="Linux", node="localhost.localdomain", ...}) = 0
...
...
lstat("test", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=0, ...}) = 0
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