Joinc Wiki: 유닉스 파일 다루기

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워낙 오래전 문서다. 업데이트가 필요 할 듯. 2009-12-9

파일 다루기

Unix 는 모든것이 파일로 이루어진다. 일반적인 텍스트 정보, 바이너리 정보 뿐만 아니라, 소켓, 파이프(FIFO), 장치(device), 디렉토리까지 파일로 관리를 한게 된다. 이러한 개념은 Window 사용자에게는 생소한 개념이 될수가 있다.

윈도 있어서 c: 드라이브가 Unix 상에서는 /dev/hda1 이라는 파일로 되어있다는 점 자체가 처음 Unix 를 접하는 사용자에게는 매우 혼동되는 개념으로 다가온다. 이렇듯 모든것이 파일로 관리된다는 개념이 처음에는 혼란을 가져다줄수 있지만, 동일한 접근 인터페이스를 제공해주므로 조금만 익숙해지면 매우 훌륭한 개념이란걸 알게 될것이다.
== 파일 열기==
파일을 열기 위해서는 open() 함수를 사용하게 된다. 다음은 파일을 복사해주는 간단한 프로그램으로, 어떻게 파일을 열어서, 그내용을 읽고 쓰는지에 대한 내용을 담고 있다.

예제 : echo_file.c

#include <fcntl.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <stdio.h> 
 
int main(int argc, char **argv) 
{ 
    int fd_in, fd_out; 
    int n; 
    char line[255]; 
 
    if (argc != 3) 
    { 
        printf("Usage : ./echo_file [원본파일이름] [복사파일이름]\n"); 
        exit(0); 
    } 
 
    // 원본파일이 존재하는지, 
    // 동일한 이름의 복사파일이 존재하는지 검사한다. 
    if (access(argv[1], F_OK) != 0) 
    { 
        printf("파일이 존재하지 않음 : %s\n", argv[1]); 
        exit(0); 
    } 
    if (access(argv[2], F_OK) == 0) 
    { 
        printf("이미 파일이름이 존재하고 있음 : %s\n", argv[2]); 
        exit(0); 
    } 
 
    // 원본파일 읽기 전용으로 열기 
    if ((fd_in = open(argv[1], O_RDONLY)) < 0) 
    { 
        perror("file open error"); 
        exit(0); 
    } 
 
    // 복사파일이름을 쓰기전용으로 열기 
    if ((fd_out = open(argv[2], O_WRONLY|O_CREAT)) < 0) 
    { 
        perror("file open error"); 
        exit(0); 
    } 
 
    memset(line, '\0', 255); 
    while ( (n = read(fd_in, line, 255)) > 0) 
    { 
        write(fd_out, line, n); 
        memset(line, '\0', 255); 
    } 
    close(fd_in); 
    close(fd_out); 
}

프로그램을 시작하게 되면, 가장먼저 access(2) 함수를 이용해서 복사하고자 하는 파일이 있는지, 그리고 복사시킬 파일명이 존재하는지를 검사한다. access() 함수는 파일의 사용자 권한과 파일존재 여부를 테스트 하기 위해서
쓰이는데, 아규먼트로 테스트할 파일명과, 테스트 모드를 입력한다.

테스트 모드는 R_OK, W_OK, F_OK, X_OK 가 있는데, 차례대로 "읽기가능", "쓰기가능", "파일인지", "실행가능" 여부를 테스트 하게 된다. 해당 모드에 대해서 참이라면 0을 반환하게 된다.

그다음에 open(2) 함수를 이용해서 원본파일을 읽기 전용으로 열고, 복사파일이름을 쓰기전용으로 연다. 복사파일을 열때 O_CREATE 를 이용해서 파일을 새로 생성 시켰음을 주목하라.
open() 함수를 사용하게 되면, int 형의 파일지시자 를 되돌려 주는데, 이 파일지시자를 통하여서 파일을 조작하게 된다. open() 을 통하여 파일을 열때에는 파일을 읽기 전용으로 열지(O_RDONLY), 쓰기전용으로 열지(O_WRONLY), 읽기및 쓰기전용으로 열지(O_RDWR)등을 지정할수 있다. 그밖의 다양한 열기 상태를 지정할수 있는데, 이는 man 페이지를 참고 하기 바란다.

open() 을 통해서 파일 열기에 성공했으면 read() 함수를 이용해서 원본파일로 부터 지정된 바이트만큼의 내용을 읽어와서, 복사시킬 파일로 write() 를 이용해서 내용을 쓰게 된다.

모든 작업을 마치게 되면 open() 을 통해 생성된 파일 지시자를 close() 시켜준다. 보통 프로세스(프로그램)이 종료하게 되면, 자동적으로 open()된 파일지시자를 닫아주기는 하지만, 좋은 프로그래밍 습관을 위해서 반드시 close() 를 통해서 파일을 닫아주기 바란다.

이번에는 위의 echo_file.c 의 stream 버젼을 만들어 보도록 하겠다. 파일 작업에는 open, write, read 으로 대표되는 일련의 계열과, fopen(3), fgets, fputs 로 대표되는 stream 계열중 택일 해서 작업이 가능하다.

전자는 파일을 저수준에서 다루고자 할때 사용하며, 후자는 고수준에서 사용하고자 할 때 사용하는데(이를테면 간편하게 사용할적에), fopen 계열을 쓰면 파일을 line 단위로 읽어올수 있고, stream 을 사용하여 파일의 위치를 지정할수 있어서 파일의 조작이 간편하지만, open 을 쓸경우 fopen 으로 가능한 작업을 위해서 일일이 함수를 만들어서 사용해야 하는 불편함이 있다.

단 open 계열을 사용할경우, fopen 계열에 비해서 더 좋은 성능을 보이고, 파일 기술자 조작, select 나 poll 등을 통한 다중 입/출력 등 파일을 세밀하게 조작할수 있다는 장점을 가진다.

예제 : echo_file_f.c

#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 
 
int main(int argc, char **argv) 
{    
    FILE *fp_in; 
    FILE *fp_out; 
     
    char buf_in[255]; 
 
    if (argc != 3) 
    { 
        printf("Usage : ./echo_file [원본파일이름] [복사파일이름]\n"); 
        exit(0);   
    } 
 
    // 원본파일이 존재하는지,  
    // 동일한 이름의 복사파일이 존재하는지 검사한다.   
    if (access(argv[1], F_OK) != 0)  
    {  
        printf("파일이 존재하지 않음 : %s\n", argv[1]); 
        exit(0); 
    }  
    if (access(argv[2], F_OK) == 0) 
    {   
        printf("이미 파일이름이 존재하고 있음 : %s\n", argv[2]); 
        exit(0);  
    }   
 
    fp_in  = fopen(argv[1], "r"); 
    if (fp_in == NULL) 
    { 
        perror("file open error 1 : "); 
        exit(0); 
    } 
    fp_out = fopen(argv[2], "w"); 
    if (fp_out == NULL) 
    { 
        perror("file open error 2 : "); 
        exit(0); 
    } 
 
    memset(buf_in, '\0', 255); 
    while( fgets(buf_in, 255, fp_in) != NULL) 
    { 
        fputs(buf_in, fp_out); 
        memset(buf_in, '\0', 255); 
    } 
 
    fclose(fp_in); 
    fclose(fp_out); 
}

이 예제는 이전의 open 을 통한 예제와 fopen() 계열의 함수를 썼다는것 이외에 별로 특이한 점은 없는 프로그램이다.

단지 이러한 다른 방법으로도 구현가능하다는 것을 보여주는 예제이다. 마지막으로 표준입력을 받아서 이것을 파일로 저장하는 간단한 라인 에디터 프로그램 예를 들어보겠다.

예제 : line_edit.c

#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 
 
int main(int argc, char **argv) 
{ 
    FILE *fp_stdin; 
    FILE *fp_out; 
 
    char buf_in[255]; 
 
    if (argc != 2) 
    { 
        printf("Usage : ./line_edit [저장파일이름]\n"); 
        exit(0); 
    } 
     
    if (access(argv[1], F_OK) == 0) 
    {    
        printf("이미 파일이 존재하고 있음 : %s\n", argv[1]);  
        exit(0); 
    } 
     
    fp_out  = fopen(argv[1], "w"); 
    if (fp_out == NULL) 
    { 
        perror("file open error 1 : "); 
        exit(0); 
    } 
     
    while(fgets(buf_in, 255, stdin) != NULL) 
    {    
        if (strncmp(buf_in,"quit", 5) == 0) 
            break; 
        fputs(buf_in, fp_out); 
    } 
 
    fclose(fp_out); 
}

프로그램은 설명할게 별로 없을정도로 간단하다. 저장할 파일이름을 아규먼트로 주고 프로그램을 실행하면 사용자 입력(stdin)을 기다리는 프롬프트가 뜨게 되고, 원하는 문자열을 입력하면 된다. 모든 작업이 끝났다면 Ctrl+D 를 입력하거나, quit 를 입력하는 것으로 프로그램이 종료된다.

[yundream@localhost test]# ./line_edit my_test6 
hello world? 
okokok? 
I like C  
quit 
[yundream@localhost test]#

stdin(3) 은 표준 입/출력 스트림으로 (standard I/O streams), 표준출력은 FILE *stdout, 표준 에러는 FILE *stderr 로 정의 되어 있다.

이상으로 파일의 읽고 쓰는 방법에 대해서 알아보았다. 다음 편에서는 파일의 상태를 알아보고 이를 바꾸는 방법에 대해서 알아보도록 하겠다.

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