[ BBB - yocto (6) ] 파일 입출력 함수

 1) 입출력 함수

파일을 읽고 쓰는 함수는 매우 중요해, 'everything is file'이라는 설계 철학 아래에 만들어진 리눅스는 OS가 할 수 있는 대부분의 작업을 파일로 관리하기 때문이야.

파일 입출력 사용 가능한 함수는 3가지가 있어

1. open 함수

int open(const char *__file, int __oflag, ...);

파일을 여는 역할을 하는 함수야. 파일을 파일 디스크립터라는 프로세스가 접근하는데 사용하는 추상적인 값을 반환해

여기서 프로세스는 우리가 짠 프로그램을 동작시킨거야. 이를태면 "./[프로그램 이름]" 이 있지.

쉽게 말해 연 파일에 번호(파일디스크립터)를 매겨 프로세스(우리가 짠 프로그램이 동작하고 있는 것)가 사용할 수 있게 해줘.

*__file : 열 파일 경로

__oflag : 파일을 열 때 옵션이야. 사용 가능한 값으로 아래 값이 있어

o_flag 옵션	설명
O_CREAT	열고자 하는 파일이 없으면 파일을 만듦
O_EXCEL	열고자 하는 파일이 이미 존재하는 파일이면 open 함수가 오류를 반환하게 함
O_RDONLY	쓰기 전용으로 파일을 엶
O_WRONLY	읽기 전용으로 파일을 엶
O_RDWR	쓰기 읽기 둘다 허용으로 파일을 엶
O_NOCCTY	터미널 제어 문자(ctrl c[작업 강제 중지], ctrl z[작업 일시 중지]등)를 무시함.
O_TRUNC	파일을 열고, 파일에 있는 모든 값을 지움
O_APPEND	파일 오프셋을 맨 뒤로 설정함
O_SYNC	파일 읽고 쓰기 동기화 진행. 파일시스템에서 파일에 쓰면 가끔 동기화가 안되서 재부팅 시 파일이 저장이 안되는 경우가 있음. 그때 사용,

옵션을 중첩해서 주려면 or '| ' 를 사용해야해

파일 오프셋의 개념은 아래서 설명할게

... (mode) : 가변인자로 뒤에 주로 mode가 들어가, mode는 리눅스 파일의 권한을 의미해, 파일 권한은 사용자, 그룹,  다른 사용자로 나뉘며 ls -la를 치면 볼 수 있어

명령어 $ls -la

를 칠 때 맨 앞에 있는게 파일 권한이야 보면 순서대로 사용자 권한, 그룹 권한, 다른 유저 권한이야

r : 권한 값을 환산하여 숫자로 표기시 4 

w : 권한 값을 환산하여 숫자로 표기시 2

x : 권한 값을 환산하여 숫자로 표기시 1

권한은 rwx의 값을 계산하여 결정돼

rwx는 읽기/쓰기/실행 모두 가능하다는 의미고 이를 환산하면 4 + 2 + 1  = 7이 되지

r-x는 읽기/쓰기 비허용/실행 가능하다는 의미고 이를 환산하면 4 + 0 + 1 = 5가 되지

따라서 이 파일의 총 권한을 숫자로 표현하면 755가 되는 거야.

마치 2진수 처럼 되어 있지?

이 파일 권한이 mode에 들어가

리턴 값 : open 함수는 에러시 -1을 반환해, 성공적으로 열었으면 파일 디스크립터를 반환해

2. read 함수

ssize_t read(int __fd, void *__buf, size_t __nbytes)

파일 디스크립터를 가지고 파일을 읽을 수 있게 해주는 함수야. 파일디스크립터(연 파일의 번호)를 넣고, 버퍼를 넣은뒤, 버퍼 크기 인자를 함수를 넣고 실행하면, 버퍼의 길이 만큼 읽어.

만약 버퍼의 크기가 파일에 적힌 값들의 길이보다 크다면 값의 최대 길이 만큼만 읽지

--fd : 파일 디스크립터

__buf : 적을 값이 있는 버퍼 주소를 넘겨줄 것

__nbytes : 읽을 버퍼의 길이

리턴값 : 에러시 -1, 에러가 아니면 읽어낸 스트링 길이를 반환해

3.  write 함수

ssize_t write(int __fd, const void *__buf, size_t __n)

파일 디스크립터를 가지고 파일을 쓸 수 있게 해주는 함수야. 파일디스크립터(연 파일의 번호)를 넣고, 버퍼를 넣은뒤, 버퍼 크기 인자를 함수를 넣고 실행하면, 버퍼의 길이 만큼 쓰지.

--fd : 파일 디스크립터

__buf : 쓸 값이 있는 버퍼 주소를 넘겨줄 것

__nbytes : 읽을 버퍼의 길이

리턴값 : 에러시 -1, 에러가 아니면 읽어낸 쓴 스트링 길이를 반환해

4. close 함수

int close(int __fd)

파일 디스크립터를 닫는 함수 __fd에 파일디스크립터를 넣으면 된다.

함수에 대해 더 자새히 알고 싶으면

$ man [함수명]

한국어 지원하는  https://wariua.github.io/man-pages-ko/ 이 사이트를 참조해도 돼

2) 실제 코드 작성해서 확인해보기

디렉토리 gpio로 이동하자

$ cd ~/source_code/gpio

저번에 작성했던 5편에서 곳에다 그대로 작성할거야.

//main.c
#include "gpio.h"

int main()
{
    open_files();
}



//gpio.h
#ifndef __GPIO__
#define __GPIO__

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define READ_STRING_LEN 256
#define WRITE_STRING "hellow world!\n"
#define FILE_ROUTE "./RW_EXAMPLE"\

int open_files();

#endif



//gpio.c
#include "gpio.h"

int open_files()
{
    int file_descripter = 0;
    int ret = 0;
    char *string_to_write = WRITE_STRING;
    char string_to_read[READ_STRING_LEN] = {0, };

    file_descripter = open(FILE_ROUTE, O_RDWR | O_CREAT, 0666); //파일 열기, 읽기쓰기 + 파일 없으면 만들어라[꼭 뒤에 mode 붙여줘야함] 권한은 읽기/쓰기 모든 유저 가능
    if(file_descripter < 0)
    {
        perror("fail to open"); //errno에 따라 버그 메세지를 출력해주는 함수수
        return -1;
    }

    ret = write(file_descripter, string_to_write, strlen(string_to_write)); //쓰기
    if(ret < 0)
    {
        perror("fail to write");
        close(file_descripter);
        return ret;
    }

    printf("write val : %s write len : %d\n", string_to_write, ret);

    ret = read(file_descripter, string_to_read, sizeof(string_to_read)); //읽기
    if(ret < 0)
    {
        perror("fail to read");
        close(file_descripter);
        return ret;
    }

    printf("read val : %s read len : %d\n", string_to_read, ret);

    close(file_descripter);
}

이렇게 작성해주고 컴파일 해서 돌려보자.

$ make

make 명령어를 쳐줘서 gcc로 컴파일하게 할거야.

대충 위 코드를 보면 'hellow world\n'를 파일에 쓰고 읽어와

그러면 printf로 string_to_write에는 'hellow world\n'와 쓴 길이가

read로 읽은 string_to_read에는 'hellow world\n'와 읽은 길이가 나올거 같지?

근데 아니야. read에는 읽히는 값이 없어. 그 이유는 파일 오프셋 때문이야

파일오프셋은 파일이 읽히고 쓰일 지점을 의미해

우리가 'hellow world\n'를 적었다면, 파일 오프셋은 \n뒤에 위치하고

이 뒤에는 읽을 값이 없기 때문에 read val에는 아무것도 읽히지 않고 len도 0이 되지

따라서 'hellow world\n'를 읽고 싶다면 2가지 방법이 있어

1. lseek 함수 사용해서 파일 오프셋의 위치 조정하기

off_t lseek(int __fd, off_t __offset, int __whence)

오프셋 조정 함수

__fd : 오프셋을 조정할 파일 디스크립터

__offset : whence로 부터 오프셋의 값에서 더해지거나 빼질 값

__whence : 아래 값이 가능해

SEEK_SET	파일 맨 첫위치부터 조정
SEEK_CUR	현재 위치부터 오프셋 조정
SEEK_END	파일 마지막 위치부터 조정

리턴 값 : 파일 시작점으로부터, 바이트 단위로 오프셋의 위치를 반환, 오프셋 설정 실패시 -1 반환

그러면 lseek(파일디스크립터, 0, SEEK_SET);을 하는 방법이 있겠지

2. 파일을 닫고 열면 파일이 초기화 되는 것을 이용해, 파일을 오프셋을 초기화 하기

close로 파일 디스크립터를 닫고 다시 open으로 열어서 읽어주면 돼.

//gpio.c
int open_files()
{
    int file_descripter = 0;
    int ret = 0;
    char *string_to_write = WRITE_STRING;
    char string_to_read[READ_STRING_LEN] = {0, };

    file_descripter = open(FILE_ROUTE, O_RDWR | O_CREAT, 0666); //파일 열기, 읽기쓰기 + 파일 없으면 만들어라[꼭 뒤에 mode 붙여줘야함] 권한은 읽기/쓰기 모든 유저 가능
    if(file_descripter < 0)
    {
        perror("fail to open"); //errno에 따라 버그 메세지를 출력해주는 함수수
        return -1;
    }

    ret = write(file_descripter, string_to_write, strlen(string_to_write)); //쓰기
    if(ret < 0)
    {
        perror("fail to write");
        close(file_descripter);
        return ret;
    }

    printf("write val : %s write len : %d\n", string_to_write, ret);


    ret = lseek(file_descripter, 0, SEEK_SET); //오프셋 0으로 조정
    if(ret < 0)
    {
        perror("fail to set file offset");
        return ret;
    }

    ret = read(file_descripter, string_to_read, sizeof(string_to_read)); //읽기
    if(ret < 0)
    {
        perror("fail to read");
        close(file_descripter);
        return ret;
    }

    printf("read val : %s read len : %d\n", string_to_read, ret);

    close(file_descripter);

}

위 처럼 실행 결과가 의도대로 잘 나오는 걸 확인 할 수 있어.