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Entrées/Sorties

Le but de ce TP est d'utiliser les principales fonctions de manipulation d'entrées/sorties en C de la bibliothèque standard afin d'illustrer les notions de tampons d'entrées/sorties.

Exercice 1 - Copie élémentaire

On commence ce TD par mettre en place un environnement de travail propre :

créer un nouveau répertoire ;
télécharger le fichier copy1.c ;
écrire un Makefile pour compiler copy1.c en un programme copy1.

Essayer par exemple

./copy1 < foo

avec un fichier texte foo arbitraire.

Exercice 2 - Effet des tampons

Pour pouvoir expérimenter l'efficacité des tampons de fichiers, nous voulons :

mesurer le temps d'exécution des lectures/écritures ;
faire des mesures sur des fichiers de tailles variables.

Mesures de temps : Modifier le programme copy1.c pour qu'il imprime sur stderr le temps d'exécution de la boucle principale en secondes (man 2 times, penser à diviser par sysconf(_SC_CLK_TCK). Pour utiliser _SC_CLK_TCK, vous devrez inclure unistd.h). Le temps qui nous intéresse est le temps total user+system.
Fichiers de tailles variables : Écrire un programme gen.c qui prend en argument un entier n sur la ligne de commande et affiche n fois le caractère . sur sa sortie standard. Faire en sorte que gen imprime aussi son temps d'exécution sur stderr, de la même façon pour le programme précédent.
Tampons de tailles variables : Modifier le programme copy1.c pour qu'il prenne en argument des entiers p et q et qu'il associe :
- un tampon de taille p sur stdin
- un tampon de taille q sur stdout
Pour la modification de la taille du tampon : man setvbuf et cours 1. On conservera l'impression du temps d'exécution sur la sortie d'erreur. Essayer plusieurs valeurs pour n, p, q dans l'exemple suivant:
```
./gen n | ./copy1 p q > logout
```

Exercice 3 - Le programme head

La commande head n imprime les n premières lignes de stdin sur stdout. Une ligne se termine par '\n'.

Réécrire cette commande avec un programme C ;
Écrire un programme genline similaire à gen mais qui écrit des lignes contenant "Bonjour" plutôt que des caractères. Par exemple, genline n écrit n lignes contenantBonjour sur sa sortie standard.
Tester vos programmes avec des commandes du type : ./genline p | ./head q

On va maintenant observer l'impact de head sur genline :

Modifier genline n pour qu'il écrive sur stderr : ligne numero i, avec i de 1 à n, au fur et à mesure de la génération.
Observer le comportement lorsque p>q et p<q. Est-ce que head q modifie le moment où se termine genline p ?

Pour pousser cette observation plus loin :

Écrire un programme neverdie.c qui imprime indéfiniment la ligne Bonjour (on l'arrête avec Ctrl-C).
Tester ./neverdie | ./head 5

Exercice 4 - Le programme sort

La commande sort lit des lignes sur stdin, les range dans un tableau jusqu'à ce qu'il n'y ait plus rien à lire, puis écrit toutes les lignes lues sur stdout dans l'ordre du dictionnaire.

Réécrire cette commande en utilisant une bibliothèque de tri standard (man qsort). Il faut procéder comme suit:

allouer un tableau de lignes pour stocker toutes les lignes avec malloc ;
pour chaque ligne allouer un buffer pour stocker une ligne avec malloc ;
stocker les caractères lus sur stdin dans le buffer jusqu'à une fin de ligne ou qu'il n'y ait plus rien à lire. Augmenter la taille du buffer (man realloc) chaque fois que cela est nécessaire ;
stocker la ligne dans le tableau de lignes (attention, si votre buffer ne se termine pas par '\0', les fonctions de manipulation de chaînes de caractères vont poser problème). Agrandir le tableau de lignes chaque fois que cela est nécessaire ;

une fois la dernière ligne lue, trier le tableau (man qsort) en utilisant la fonction de comparaison suivante:

 
int comp(const void* a,const void* b) {
	const char** A=(const char**)a;
	const char** B=(const char**)b;
	return strcmp(*A,*B);
}

imprimer le tableau final sur stdout;
libérer tout ce qui a été alloué. Pour vérifier que c'est bien le cas, recompilez votre programme avec l'option de compilation -g et lancez ensuite votre programme avec valgrind.

Exercice 5 - Un programme pour filtrer les noms de fichier

Écrire une commande filter dirname filter qui parcourt le répertoire dirname et affiche les noms de fichier qui contiennent la chaîne de caractères filter. Pour cela vous pourrez utiliser la fonction strstr.

Exercice 6 - Le programme tail

La commande tail n f imprime les n dernières lignes du fichier f sur stdout. C'est beaucoup plus difficile que pour head ou sort car il ne faut surtout pas charger tout le fichier en mémoire. Utilisez fopen pour ouvrir le fichier.

On utilisera l'algorithme suivant. On charge un bloc à la fin du fichier avec fread, et on y cherche les sauts de ligne nécessaires (attention au cas de la dernière ligne!). Si on ne les trouve pas tous (et si on n'a pas déjà lu tout le fichier), on agrandit le buffer, et on recommence. Utilisez fseek et ftell pour vous déplacer dans le fichier.

Peut-on utiliser la même méthode pour travailler avec stdin au lieu d'un fichier f ?

Utiliser mmap() pour réécrire tail.