linux 文件IO和标准IO的一些实现细节

今日阅读《UNIX环境高级编程2》才发现一些以前从未注意过的细节。

 

linux编程使用的open、close、read、write等文件IO函数属于系统调用的，其实现方式是用了fctrl、ioctrl等一些底层操作的函数。而标准IO库中提供的是fopen、fclose、fread、fwrite等面向流对象的IO函数，这些函数在实现时本身就要调用linux的文件IO这些系统调用。

 

在应用上，文件读写时二者并没区别，但是一些特殊文件，如管道等，只能使用文件IO操作。文件IO的一个方便之处在于，对于一切linux中的文件对象，都可以操作，这也是linux把系统中所有资源，都映射成文件节点的优越之处。另一方面，在一些应用中，如果需要格式化字符串输入输出时，标准IO提供了一个很好的接口，fprintf(FILE* fp, char *platestr,...)，而在文件IO中没有这样的函数，那么如果我们按照习惯用open函数打开了文件，获得文件描述符fd，只要根据fd得到对应的标准IO流的指针fp，就可以使用fprintf函数做格式化输出了。

 

实现这个功能的函数就是  fdopen

标准IO提供了3个打开文件流的函数

#include FILE *fopen(const char *restrict pathname, counstchar *restrict type); FILE *freopen(const char *restrict pathname, counst char *restrict type, FILE *restrict fp ); FILE *fdopen(int filedes, counst char *restrict type); 三个函数成功返回文件指针，出错返回NULL

其中fopen是最长用的函数。

freopen的左右是在参数指定的流上打开一个文件，若文件已经打开则先关闭该流；若文件流已经定向，则清楚定向。此函数可以用于把指定的文件打开成为标准输入输出。

 

fdopen的作用是从现有的文件描述符（从open、dup、fctrl、pipe、socket、accept等处获得）打开一个流使其与该文件描述符相关联。利用这个函数就可以实现前面所说的对于一般的文件IO做格式化输入输出等标准IO的操作。

需要注意的是，前两个函数属于ISO C的标准，fdopen属于POSIX.1的标准。ISO C 的标准中没有文件描述符的概念。另外，fdopen的第二个参数与fopen的参数类似：

r/rb

w/wb

a/ab

r+ /r+b/rb+

w+/w+b/wb+

a+/a+b/ab+

区别是fdopen的参数中如果是二进制文件，需要指定b参数，因为ISO C中是要区别二进制文件和文本文件的的，而在linux内核中对二者没有不同的待遇。另外，由于fdopen打开的文件是已经打开过的，因此w参数并不会把文件长度截断为0，是否截断取决于open参数中的O_TRUNC参数。所以每次fwrite写入的数据都将写入文件尾。

 

以上就是从文件符获得文件IO流指针的方法。若我们先得到了文件IO流指针，再需要获得文件描述符，怎么办呢？因为所有的标准IO的函数最终都要调用linux提供的文件IO这类系统调用，所以每个标准IO流都必然关联一个文件描述符，用这个函数就可以得到关联的文件描述符了

      int fileno( FILE *fp);

返回值：与该流关联的文件描述符