【Linux】文件重定向以及一切皆文件

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前言

Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符，分别是标准输入0， 标准输出1， 标准错误2， 0,1,2对应的物理设备一般是：键盘，显示器，显示器

而现在知道，文件描述符就是从0开始的小整数。当我们打开文件时，操作系统在内存中要创建相应的数据结构来描述目标文件。于是就有了file结构体。表示一个已经打开的文件对象。而进程执行open系统调用，所以必须让进程和文件关联起来。每个进程都有一个指针*files, 指向一张表files_struct,该表最重要的部分就是包涵一个指针数组，每个元素都是一个指向打开文件的指针！所以，本质上，文件描述符就是该数组的下标。所以，只要拿着文件描述符，就可以找到对应的文件

一、重定向

文件描述符的分配规则：在files_struct数组当中，找到当前没有被使用的
最小的一个下标，作为新的文件描述符。
我们先来看这段代码

毫无疑问我们标准输入，标准输出和标准错误占据了file数组0，1，2位置，然后我们执行程序也是打印在显示器上面

接下来我们再对源代码进行一些更改

我们执行程序发现没在显示器上面打印信息，而是在文件里面打印了

而且此时的文件描述符为1，也验证了我们上面说的：
在files_struct数组当中，找到当前没有被使用的
最小的一个下标，作为新的文件描述符。

原理：我printf默认用标准输出来封装，而我标准输出的文件描述符在数组中对应的是1，我printf只管往1里面写入，不关心你1里面到底是谁，所以当我们关闭原来的文件描述符为1的标准输出，我1位置就放入了myfile的文件指针，所以会向myfile中写入

二、系统调用dup2

dup是duplicate的缩写具有重定向的功能，（不需要我们像上面那样复杂的先去关闭一个指定位置，再打开一个新文件的操作），之所以叫这个名字我们需要从原理层来看：

我们新打开的文件，操作系统创建fiile的结构体并且其文件描述符分配为3，指针数组中下标1位置直接对我们数组中下标为3位置进行拷贝，1位置最后也指向log.txt的文件结构体

printf是C库当中的IO函数，一般往 stdout 中输出，但是stdout底层访问文件的时候，找的还是fd:1, 但此时，fd:1下标所表示内容，已经变成了myfile的地址，不再是显示器文件的地址，所以，输出的任何消息都会往文件中写入，进而完成输出重定向。

因为IO相关函数与系统调用接口对应，并且库函数封装系统调用，所以本质上，访问文件都是通过fd访问的。所以C库当中的FILE结构体内部，必定封装了fd。

三、重定向的使用

执行文件：

我们会发现hello error没有写入log.txt中而是直接打印在了显示器上这是为什么呢？
前面我们已经有过重定向的知识了，这里应该不难理解，

//本质是将log.txt重定向到1也就是标准输出流的位置，
完整写法应该是这样的：
./test 1 > log.txt
因为文件描述符1被重定向，所以我们朝stdout里写入的数据虽然
依旧会向1所指向的位置
去写入，但因为我们的1位置已经被新文件重定向也就是1中存的是新文件的信息地址，
所以写入的时候会写入新文件的位置，这也就解释了为什么log中会被写入数据

而我们stderror标准错误流对应的文件描述符2不受影响，
所以我依旧向显示器打印

我们也可以选择重定向到标准错误对应的文件描述符中

我们也可以将重定向1输出到log.txt中剩余的内容再重定向到文件描述符为2的位置

还可以同时把这些内容输入到一个文件当中去

四、一切皆文件

即使是外设，Linux中也会把他们看成文件，当成文件来进行管理

完整图：