【linux】基础IO（一）

文件只有站在系统层面才能彻底理解

简单回顾一下文件：

首先我们要明确一点，我们说的打开文件不是写下fopen就打开文件，而是当我们的进程运行起来，进程打开的文件。

我们在C语言一般都会使用过如下的代码进行向文件中写入
但是除了此方法我们还有重定向也可以向文件中写入。
重定向的性质

• 当没有文件时创建文件，有文件时清空文件
• 将原本向一个文件输出的数据转移到另一个文件
  

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同样，我们也可以使用"a"与追加重定向进行追加


故我们由此可以得出一个结论：重定向一定是与文件操作有关的。

提炼一下对文件的理解：

我们已经说过，是进程在打开文件，那么文件没有被打开的时候，文件在哪里？
答案是在磁盘中。

我们的一个进程可以打开多个文件，同时我们也可以同时运行多个进程。那么OS是不是要将进程进行管理呢？
答案是一定的，我们要用到先描述在组织的思想进行管理
于是我们可以预测一波，OS内部一定有类似PCB的内核数据结构

那么此时我们有个疑问？
每种语言对文件的操作都不一样，这样我们的学习成本岂不是大大增加了吗，为什么要这样做呢？

理解文件：

a. 操作文件，本质是进程在操作文件。
b. 文件->磁盘->外设->硬件->向文件中写入，向硬件中写入->OS是硬件的管理者->我们通过OS进行文件写入->我们不能直接向操作系统写入（操作系统必须确保硬件的良好运行防止数据被污染）->操作系统提供系统调用函数->我们使用C语言的fprintf，fread…是对系统调用的封装。

那么问题来了，我们为什么要使用系统调用呢？
怎么使用呢？（这个先不提）

使用系统调用函数：

既然是对系统调用的封装，那我们先看看系统调用的代码&&现象：
在此之前我们贴一下需要用到的系统调用函数。

打开文件：

关闭文件：

写入：

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代码实践：

第二个的第一个参数为三个，先来解释一下这三个的含义，
不存在就创建，只写入，重新打开会清空。

现象：

于是现在我们有两个疑问：

1. 0666是什么
2. O_CREAT …是什么

对于1，我们在上图已经展示过open有两个形式，虽然像重载但不是重载！
第一个open一般是针对已经创建好的文件，第二个是还没有创造的文件。
0666就代表当前文件的权限。

那么我们的文件就应该是rw_rw_rw
但是却不是，这是由于我们的mask值在作祟，我们设置的权限会与mask值做一系列操作变成图示权限。

我们也可以更改mask。

对于第二个问题，这其实是OS系统调用接口的一种常见的方法，这个方法叫做位图，我们的一个int是有32的比特位的，故我们可以利用位操作来进行控制32个比特位。

具体看如下代码，宏应该用大写！！我太懒就没改了，要大写！

于是我们就大概的了解了这些函数参数的意义。
此时我们也发现一个事情：
就是我们上图的系统调用与C语言的fopen的"w"很相似，他们有什么联系呢？

同时，我们将O_TRUNC换为O_APPEND即可得到与fopen的"a"很相似，那么他们又有什么关系呢？

另外，我们经过程序验证，

发现没有0 1 2，这三个是什么文件呢？
答案是
这是不是也与我们C语言默认就有的三个流一样呢？
这三者到底有什么关系ne?

在这之前，我们还要有两个东西要理解：
fd与一切皆文件

fd的理解：

fd是每个文件都会有的唯一标识符。

我们已经说过，OS对于文件的管理一定也会有内核数据结构的存在。

图示并不完整，struct file还指向一块缓冲区与方法表（方法表等会会提到）

那么看完上图后，fd是啥我们依旧不知道呀。

当我们向一个文件写入时，当前进程会根据你穿给write的下标找到文件描述符表对应的下标，找到对应的struct_file对应的缓冲区写入，没错，文件描述表的下标记就是fd！！

一切皆文件：

我们fd的0 1 2是默认打开的，为什么可以把硬件当做文件打开呢？

一切皆文件这个概念如何理解呢？
接下来我们一起探究一下。

于是，在linux下一切接文件！！

解决上边的三个问题：

我们在访问文件时，OS只认fd，所以，FILE内部一定有fd，一定是对系统调用的封装。

现象：

C语言中的标准输入(stdin)、标准输出(stdout)和标准错误(stderr)本质上是对进程默认打开的文件描述符的封装。

为什么要封装呢？

为了语言的跨平台性！

linux，windows，macos等等操作系统的文件操作的系统调用的接口必然是不一样的，若我们使用系统调用，就会失去语言的跨平台性！

所以所有的语言都想有跨平台性，所以必须封装->不同语言封装的接口就会出现差别了。

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欲知后事如何，请看下回分解~~