Б.1.5. Перемещение по файлу

Б.1.5. Перемещение по файлу

В файловом дескрипторе запоминается текущая позиция в файле. При чтении или записи данных указатель текущей позиции перемещается на то количество байтов, которое было прочитано или записано. Но иногда нужно осуществлять простое перемещение по файлу (позиционирование). Например, может потребоваться вернуться в начало файла и прочитать его заново, не открывая повторно.

Позиционирование указателя текущей позиции файла осуществляет функция lseek(). Она принимает дескриптор файла и два дополнительных аргумента, определяющих новую позицию указателя.

? Если третий аргумент равен SEEK_SET, функция lseek() интерпретирует второй аргумент как смещение (в байтах) от начала файла.

? Если третий аргумент равен SEEK_CUR, функция lseek() интерпретирует второй аргумент как смещение (положительное или отрицательное) от текущей позиции.

? Если третий аргумент равен SEEK_END, функция lseek() интерпретирует второй аргумент как смещение (в байтах) от конца файла.

Функция lseek() возвращает смещение новой позиции от начала файла. Тип этого значения — off_t. В случае ошибки возвращается -1. Функция неприменима к файлам некоторых типов, например к сокетам.

Если требуется узнать текущую позицию файла, задайте смещение 0:

off_t position = lseek(free_descriptor, 0, SEEK_CUR);

ОС Linux позволяет перемещать указатель текущей позиции за пределы файла. Обычно, если текущая позиция находится за концом файла и выполняется операция записи, операционная система автоматически увеличивает файл, чтобы вместить в него новые данные. "Промежуток" между старым признаком конца файла и указателем текущей позиции не записывается на диск. Linux лишь помечает его длину. Если впоследствии попытаться прочесть файл, окажется, что данный промежуток заполнен нулевыми байтами.

Благодаря данной особенности функции lseek() можно создавать файлы огромного размера, практически не занимающие места на диске. Это продемонстрировано в листинге Б.5. В качестве аргументов командной строки программа принимает имя файла и требуемый размер в мегабайтах. Программа создает файл, перемещается с помощью функции lseek() на нужное расстояние и записывает нулевой байт, после чего закрывает файл.

Листинг Б.5. (lseek-huge.c) Создание огромных файлов с помощью функции lseek()

#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

int main (int argc, char* argv[]) {

 int zero = 0;

 const int megabyte = 1024 * 1024;

 char* filename = argv[1];

 size_t length = (size_t)atoi(argv[2]) * megabyte;

 /* Создание нового файла. */

 int fd = open(filename, O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL, 0666);

 /* Перемещение в точку, где должен быть записан последний байт

    файла. */

 lseek(fd, length - 1, SEEK_SET);

 /* Запись нулевого байта. */

 write(fd, &zero, 1);

 /* Конец работы. */

 close(fd);

 return 0;

}

Давайте теперь создадим файл размером 1 Гбайт. Обратите внимание на объем свободного места на диске до и после выполнения программы.

% df -h .

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on

/dev/hda5  2.9G 2.1G  655M  76% /

% ./lseek-huge bigfile 1024 % ls -l bigfile

-rw-r----- 1 samuel samuel 1073741824 Feb 5 16:29 bigfile

% df -h .

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on

/dev/hda5  2.9G 2.1G  655M  76% /

Как видите, файл практически не занимает место на диске, несмотря на свой огромный размер. Но если открыть его и попытаться прочитать данные, окажется, что в нем находится 1 Гбайт нулей. Давайте, к примеру, проверим это с помощью программы hexdump:

% ./hexdump bigfile / head -10

0x000000 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

0x000010 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

0x000020 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

0x000030 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

0x000040 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

0x000050 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

...

Чтобы не наблюдать, как по экрану проносятся 2³⁰ нулей, нажмите <Ctrl+C>.

"Волшебные промежутки" в файлах являются особенностью файловых систем типа ext2, обычно создаваемых на жестких дисках Linux. Если попытаться с помощью программы lseek-huge создать файл в файловой системе типа fat или vfat, то он займет весь указанный объем диска.

ОС Linux не позволяет функции lseek() ставить указатель текущей позиции перед началом файла.