【Linux】 基础IO——自己实现文件接口FILE

testfile: main.c mystdio.c
    gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
    rm -f testfile

#include"mystdio.h"
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#define MYFILE "log.txt"
int main()
{
  MY_FILE*fp=MY_fopen(MYFILE,"w");
  if(fp==NULL) return 1;
  const char*str="hello world";
  int cnt=5;
  //操作文件
  while(1)
  {
    char buffer[1024];
    snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%s:%d\n",str,cnt--);
    size_t size=MY_fwrite(buffer,strlen(buffer),1,fp);
    sleep(1);
    printf("当前成功写入:%lu个字节\n",size);
  }
  MY_fclose(fp);
  return 0;
}

#include<stdio.h>
#define NUM 1024
#define BUFF_NONE 0x1 //表示无缓冲
#define BUFF_LINE 0x2 //行缓冲
#define BUFF_ALL 0x4  //全缓冲
typedef struct MY_FILE
{
  int fd;//文件描述符
  int flags;//刷新方法
  char outputbuffer[1024];//输出缓冲区
  int current;
}MY_FILE;
MY_FILE *MY_fopen(const char *path, const char *mode);//自己写fopen
size_t MY_fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,  MY_FILE *stream);//自己写的fwrite
int MY_fclose(MY_FILE *fp);//自己写的fwrite
int MY_fflush  (MY_FILE*fp);//自己实现的缓冲区

#include"mystdio.h"
#include<string.h>
#include<sys>
#include<sys>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
MY_FILE*MY_fopen(const char *path, const char *mode)//自己写fopen
{
  int flag=0;
  if(strcmp(mode,"r")==0)//说明当前使用读方式打开文件
    flag |= O_RDONLY;//读取
  else if(strcmp(mode,"w")==0)
    flag |=(O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC);//创建文件 以写的方式打开文件  清空文件
  else if(strcmp(mode,"a")==0)
    flag |=(O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND); //创建文件 以写的方式打开文件 追加
  else {
    //其他不考虑
  }
  //2. 尝试打开文件
  mode_t m=0666;
  int fd=0;
  //flag代表模式 r w a
  if(flag & O_CREAT)
    fd=open(path,flag,m);
  else
    //说明不需要打开
    fd=open(path,flag);
  if(fd<0) return NULL;
  //3. 给用户返回MY_FILE对象，需要先创建对象
  MY_FILE *mf = (MY_FILE*)malloc(sizeof(MY_FILE));
  if(mf == NULL) {
    close(fd);
    return NULL;
  }
  //4. 初始化MY_FILE对象
  mf->fd=fd;//将上述的fd传入结构体的fd中
  mf->flags=0;
  mf->flags=BUFF_LINE;//设置成行缓冲
  memset(mf->outputbuffer,'\0',sizeof(mf->outputbuffer));//将outputbufeer中的内容全部初始化为0
  mf->current=0;//代表缓冲区中没有数据
  return mf;
}
size_t MY_fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb,MY_FILE *stream)
{
  // 1. 缓冲区如果已经满了，就直接写入
  if(stream->current == NUM) MY_fflush(stream);
  // 2. 根据缓冲区剩余情况，进行数据拷贝即可
  size_t user_size = size * nmemb;
  size_t my_size = NUM - stream->current; // 100 - 10 = 90
  size_t writen = 0;
  if(my_size >= user_size)
  {
    memcpy(stream->outputbuffer+stream->current, ptr, user_size);
    //3. 更新计数器字段
    stream->current += user_size;
    writen = user_size;
  }
  else
  {
    memcpy(stream->outputbuffer+stream->current, ptr, my_size);
    //3. 更新计数器字段
    stream->current += my_size;
    writen = my_size;
  }
  // 4. 开始计划刷新, 他们高效体现在哪里 -- TODO
  // 不发生刷新的本质，不进行写入，就是不进行IO,不进行调用系统调用，所以MY_fwrite函数调用会非常快,数据会暂时保存在缓冲区中
  // 可以在缓冲区中积压多份数据，统一进行刷新写入，本质：就是一次IO可以IO更多的数据，提高IO效率
  if(stream->flags & BUFF_ALL)
  {
    if(stream->current == NUM) MY_fflush(stream);
  }
  else if(stream->flags & BUFF_LINE)
  {
    if(stream->outputbuffer[stream->current-1] == '\n') MY_fflush(stream);
  }
  else
  {
    //TODO
  }
  return writen;
}
int MY_fflush(MY_FILE *fp)
{
  assert(fp);
  int n= write(fp->fd,fp->outputbuffer,fp->current);//将缓冲区中的current个数传入fd中
  fp->current=0;
  return 0;
}
int MY_fclose(MY_FILE *fp)//自己写的fwrite
{
  assert(fp);//首先要保证fp不为空
  //1. 冲刷缓冲区
  if(fp->current>0)//说明缓冲区有数据
    MY_fflush(fp);
  //2. 关闭文件
  close(fp->fd);
  //3.释放堆空间
  free(fp);
  //4.指针置为NULL
  fp=NULL;
  return 0;
}