【Linux】基础IO

C库的文件接口

在c语言中，会使用fopen，fclose，fseek，fread，fwrite等函数进行文件IO的操作
以fopen函数举例

//FILE*表示文件流指针，path表示打开文件的路径，mode表示以什么方式打开
FILE* fopen(const char* path, const char* mode);

而我们如何去查看FILE到底是什么呢？

1.使用man手册去查看fopen在哪个头文件声明的 man fopen（如果显示No manual entry for fopen，则需要进行man手册的安装yum install man-pages）
2.安装完成后进入man手册，看到包含的是stdio.h文件
3.vim /usr/include/stdio.h进入头文件
4.搜索FILE，找到了FILE，是typedef struct _IO_FILE FILE;，说明FILE是一个结构体
5.光标移动到FILE中，按ctrl + ]进行跳转，（若无法跳转，先用ctags -R ./建立映射关系）
6.在FILE中，fileno就是文件描述符

而打开方式分别有r, w, r+, w+, a+等，不论哪种打开方式，都会返回一个FILE类型的文件流指针，因此我们使用时会这样调用

FILE fp = fopen("./1.txt", "r");

需要注意的是：上述的这些函数都是c库所定义的函数，由c库去维护。而当我们使用fopen去打开一个文件时，默认会打开一个文件，而这个文件就是文件描述符，文件描述符的设置次序为最小未使用

系统调用的文件接口

与c语言类似，操作系统也提供了文件IO的接口，open, close, lseek, write, read等
以open函数举例;

// int 类型的返回值实际上就是文件描述符，pathname为创建的目标文件，flags打开文件的类型，
// 如果使用了O_CREAT,则需要传递第三个值，mode指明文件访问权限，传递一个八进制的三位数
int open(const char* pathname, int flags);
int open(const char* pathname, int flags, mode_t mode);

同样的，也会创建一个文件描述符

文件描述符和文件流指针的关系

总统来说：文件流指针包含了文件描述符，文件流指针是c库中维护的一个结构体，而文件描述符是linux内核维护的。

文件描述符：（fd_array[i]结构体指针数组的下标就是文件描述符）struct task_struct结构体中有一个struct files_struct结构体指针，指向了一个struct files_struct结构体，这个结构体中有一个struct file fd_array[i]结构体指针数组（被称为文件描述符表），这个数组内的每一个元素都是一个结构体指针struct file*，指向struct file这样一个结构体，这个结构体中描述了文件的信息（例如：文件大小，文件所有者，文件权限，文件在磁盘中的存储位置等）。

文件流指针：是在c库中定义的一个struct _IO_FILE{…}一个结构体，每个文件都有一个文件流指针，这个结构体中包含了文件的信息，同时也包含了文件描述符。

重定向

直到了文件描述符的本质，实际上重定向就是将文件描述符的对应的struct file* 指针的指向修改。
重定向的接口int dup2(int oldfd, int newfd);是将oldfd的值，拷贝到newfd中，重定向为oldfd。

例子：将标准输出重定向到tmp.txt中

linux so cool被输出到了tmp.txt中

分析：printf是将内容打印到屏幕中，实际上就是打印到标准输出，而dup2之后，标准输出被重定向到了fd也就是文件描述符为3的位置，而3指向的是tmp.txt文件，因此屏幕没有输出，而是将内容输出到tmp.txt中。