C-Programm – Dateien kopieren unter Linux

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In dem Buch „Linux-Programmierung“ habe ich einige interessante Beispiele zum kopieren von Dateien unter Linux gefunden.

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

int main() {
	char c;
	int in, out;

	// open - mit dem Systemaufruf open kann ein neuer Dateideskriptor erstellt werden
	// ---------------------
	// Modus -> Beschreibung
	// ---------------------
	// O_RDONLY -> nur zum lesen oeffnen
	// O_WONLY	-> nur zum schreiben oeffnen
	// O_RDWR	-> zum lesen und schreiben oeffnen
	// ---------------------
	// optionaler Modus -> Beschreibung
	// ---------------------
	// O_APPEND	-> am Ende der Datei schreiben
	// O_TRUNC	-> Inhalt der vorhandenen Datei wird geloescht
	// O_CREAT	-> erstellt die Datei mit Berechtigungen 
	// O_EXCL	-> stellt sicher, dass nicht zwei Programme
	//				die selbe Datei, zur gleichen Zeit erstellen 
	// ---------------------
	// Berechtigung -> Beschreibung
	// ---------------------
	// S_IRUSR 	-> Lesen, Eigentuemer (owner)
	// S_IWUSR	-> Schreiben, Eigentuemer (owner)
	// S_IXUSR	-> Ausfuehren, Eigentuemer (owner)
	// S_IRGRP	-> Lesen, Gruppe (group)
	// S_IWGRP	-> Schreiben, Gruppe (group)
	// S_IXGRP	-> Ausfuehren, Gruppe (group)
	// S_IROTH	-> Lesen, Andere (others)
	// S_IWOTH	-> Schreiben, Andere (others)
	// S_IXOTH	-> Ausfuehren, Andere (others)
	//
	// weitere Infos unter: man 2 open 
	//
	// 1 MB Datei erstellen -> dd if=/dev/zero of=file.in bs=1024 count=10240
	// 
	// Datei "file.in" zum lesen oeffnen
	in = open("file.in", O_RDONLY);
	// Datei "file.out" erstellen (Eigentuemer -> Lesen + Schreiben) 
	out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
	// Zeichen fuer Zeichen einlesen ...
	while(read(in,&c,1) == 1) {
		// ... und jedes Zeichen in die neue Datei schreiben
		write(out,&c,1);
	}
	exit(0);
}

Wir gehen in diesem Beispiel davon aus, dass die Datei „file.in“ (10 MB) bereits vorhanden ist.

Test:

dd if=/dev/zero of=file.in bs=1024 count=10240
time ./copy_system

Ausgabe:

./copy_system  7,54s user 88,56s system 99% cpu 1:36,23 total

Wie wir sehen, dauerte der Kopiervorgang insgesamt ~ 1 1/2 Minuten, da wir die Datei Zeichen für Zeichen kopiert haben, im nächsten Beispiel werden jeweills 1024 Byte eingelesen und in die neue Datei geschrieben.

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

int main() {
	char block[1024];
	int in, out, nread;

	// open - mit dem Systemaufruf open kann ein neuer Dateideskriptor erstellt werden
	// ---------------------
	// Modus -> Beschreibung
	// ---------------------
	// O_RDONLY -> nur zum lesen oeffnen
	// O_WONLY	-> nur zum schreiben oeffnen
	// O_RDWR	-> zum lesen und schreiben oeffnen
	// ---------------------
	// optionaler Modus -> Beschreibung
	// ---------------------
	// O_APPEND	-> am Ende der Datei schreiben
	// O_TRUNC	-> Inhalt der vorhandenen Datei wird geloescht
	// O_CREAT	-> erstellt die Datei mit Berechtigungen 
	// O_EXCL	-> stellt sicher, dass nicht zwei Programme
	//				die selbe Datei, zur gleichen Zeit erstellen 
	// ---------------------
	// Berechtigung -> Beschreibung
	// ---------------------
	// S_IRUSR 	-> Lesen, Eigentuemer (owner)
	// S_IWUSR	-> Schreiben, Eigentuemer (owner)
	// S_IXUSR	-> Ausfuehren, Eigentuemer (owner)
	// S_IRGRP	-> Lesen, Gruppe (group)
	// S_IWGRP	-> Schreiben, Gruppe (group)
	// S_IXGRP	-> Ausfuehren, Gruppe (group)
	// S_IROTH	-> Lesen, Andere (others)
	// S_IWOTH	-> Schreiben, Andere (others)
	// S_IXOTH	-> Ausfuehren, Andere (others)
	//
	// weitere Infos unter: man 2 open 
	//
	// 1 MB Datei erstellen -> dd if=/dev/zero of=file.in bs=1024 count=10240
	// 
	// Datei "file.in" zum lesen oeffnen
	in = open("file.in", O_RDONLY);
	// Datei "file.out" erstellen (Eigentuemer -> Lesen + Schreiben) 
	out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);
	// 1024 Byte werden eingelesen ...
	while((nread = read(in,block,sizeof(block))) > 0) {
		// ... und in die neue Datei geschrieben
		write(out,block,nread);
	}
	exit(0);
}

Test:

rm file.out
time ./copy_block 

Ausgabe:

./copy_block  0,01s user 0,15s system 98% cpu 0,158 total

Hier dauerte der gleiche Vorgang nur noch ~ 0,16 Sekunden. Daher nutzt man zum kopieren von ganzen Festplatten auch gerne „dd“! :-) Zum Schluss noch ein Beispiel, wo die Bibliothek (stdio.h) von C genutzt wurden.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
	char c;
	FILE *in, *out;

	// fopen - oeffnet eine Datei 
	// ---------------------
	// Modus -> Beschreibung
	// ---------------------
	// r	-> nur zum lesen oeffnen
	// w	-> nur zum schreiben oeffnen
	// a	-> am Ende der Datei anhaengen
	// r+	-> zum Aktualisieren oeffnen (schreiben + lesen)
	// w+	-> zum Aktualisieren oeffnen, auf Null-Laenge abschneiden
	// a+	-> zum Aktualisieren oeffnen, am Ende der Datei anhaengen
	//
	// weitere Infos unter: man fopen 
	//
	// fgetc - liefert das naechste Byte als Zeichen aus einem Datei-Stream zurueck,
	// 			die Funktion liefert EOF (End of File) beim Ende der Datei bzw.
	//			bei einem Fehler zurück
	//
	// weitere Infos unter: man fgetc
	//
	// fputc - schreibt ein Zeichen in einen Ausgabe-Datei-Stream
	//
	// weitere Infos unter: man fputc
	//
	// 1 MB Datei erstellen -> dd if=/dev/zero of=file.in bs=1024 count=10240
	// 
	// Datei "file.in" zum lesen oeffnen
	in = fopen("file.in", "r");
	// Datei "file.out" erstellen (Eigentuemer -> Lesen + Schreiben) 
	out = fopen("file.out", "w");
	// Zeichen fuer Zeichen einlesen (+ interner Puffer in der Struktur FILE) ...
	while((c = fgetc(in)) != EOF) {
		// ... und jedes Zeichen in die neue Datei schreiben
		fputc(c,out);
	}
	exit(0);
}

Test:

rm file.out
time ./copy_system_2

Ausgabe:

./copy_system_2  1,10s user 0,09s system 99% cpu 1,196 total

Hier brauchen wir für 10 MB zirka 1,2 Sekunden, was um einiges schneller ist als das erste Beispiel, wo die Zeichen einzeln kopiert wurden.

Veröffentlicht von

voku

Lars Moelleken | Ich bin root, ich darf das!

  • Du solltest, wenn du die Filestreams benutzt, die „b“-Flagge benutzen, welche bei binären Dateien benutzt wird. Um mit den Filestreams ein, zu deinem obrigen Beispiel äquivalentes Programm zu implementieren, solltest du die Funktionen fread und fwrite benutzen. Filestreams sollten auch mit fclose geschlossen werden. Deine Algorithmen sind nicht zu empfehlen, weil die DMA-Unterstützung (Festspeicherbereiche werden in den Arbeitsspeicher kopiert, ohne das die CPU arbeiten muss) nicht verwendet wird.