【Linux】基础I/O 文件描述符

文件描述符

1.文件I/O操作函数
头文件

#include <sys/stat.h>

#include <sys/types.h>

#include <fcntl.h>

【Linux】基础I/O 文件描述符
头文件#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd ,void *buf ,size_t count)

第一个参数是open打开的文件描述符,第二个参数是读取内容放置的空间,第三个参数是一次读取的字节数

返回值:实际读取的字节数,0表示读到文件结尾,-1表示读取文件失败

【Linux】基础I/O 文件描述符       

【Linux】基础I/O 文件描述符

ssize_t write(int fd ,const void *buf ,size_t count)

fd:文件描述符   buf:指定的地址空间  count:一次要写的字节数

返回值:表示实际写的字节个数

【Linux】基础I/O 文件描述符

【Linux】基础I/O 文件描述符

2.文件描述符
  • Linux进程默认情况下会有三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。
【Linux】基础I/O 文件描述符

文件描述符就是从0开始的整数,当我们打开文件时,操作系统在内存中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含一个指针数组,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,就可以找到相对应的文件

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

3.重定向

【Linux】基础I/O 文件描述符

【Linux】基础I/O 文件描述符

本来应该输出到显示器上的内容,输出到了文件file,这种现象叫做输出重定向,即文件描述符不变,只是改变内容

总结:

  • 站在操作系统的角度看文件描述符:一个进程,就有PCB,而PCB中有*files指针,指向一张带有文件文件指针数组的表,而文件描述符就是数组的下标
  • 站在系统调用:先在硬盘中找到该文件的结构体,连接到文件链表中,自己的进程调用的,在该进程PCB中的*file指针指向的files_sruct,分配数组中没有 被使用的且最小的元素来保存文件结构体的地址,最后返回下标
  • 站在c库函数:里面的FILE结构体一定封装了fd