linux 檔案IO和標準IO的一些實現細節

2021-05-22 02:01:29 字數 1337 閱讀 3375

今日閱讀《unix環境高階程式設計2》才發現一些以前從未注意過的細節。

linux程式設計使用的open、close、read、write等檔案io函式屬於系統呼叫的,其實現方式是用了fctrl、ioctrl等一些底層操作的函式。而標準io庫中提供的是fopen、fclose、fread、fwrite等面向流物件的io函式,這些函式在實現時本身就要呼叫linux的檔案io這些系統呼叫。

在應用上,檔案讀寫時二者並沒區別,但是一些特殊檔案,如管道等,只能使用檔案io操作。檔案io的乙個方便之處在於,對於一切linux中的檔案物件,都可以操作,這也是linux把系統中所有資源,都對映成檔案節點的優越之處。另一方面,在一些應用中,如果需要格式化字串輸入輸出時,標準io提供了乙個很好的介面,fprintf(file* fp, char *platestr,...),而在檔案io中沒有這樣的函式,那麼如果我們按照習慣用open函式開啟了檔案,獲得檔案描述符fd,只要根據fd得到對應的標準io流的指標fp,就可以使用fprintf函式做格式化輸出了。

實現這個功能的函式就是  fdopen

標準io提供了3個開啟檔案流的函式

其中fopen是最長用的函式。

freopen的左右是在引數指定的流上開啟乙個檔案,若檔案已經開啟則先關閉該流;若檔案流已經定向,則清楚定向。此函式可以用於把指定的檔案開啟成為標準輸入輸出。

fdopen的作用是從現有的檔案描述符(從open、dup、fctrl、pipe、socket、accept等處獲得)開啟乙個流使其與該檔案描述符相關聯。利用這個函式就可以實現前面所說的對於一般的檔案io做格式化輸入輸出等標準io的操作。

需要注意的是,前兩個函式屬於iso c的標準,fdopen屬於posix.1的標準。iso c 的標準中沒有檔案描述符的概念。另外,fdopen的第二個引數與fopen的引數類似:

r/rb

w/wb

a/ab

r+ /r+b/rb+

w+/w+b/wb+

a+/a+b/ab+

區別是fdopen的引數中如果是二進位制檔案,需要指定b引數,因為iso c中是要區別二進位制檔案和文字檔案的的,而在linux核心中對二者沒有不同的待遇。另外,由於fdopen開啟的檔案是已經開啟過的,因此w引數並不會把檔案長度截斷為0,是否截斷取決於open引數中的o_trunc引數。所以每次fwrite寫入的資料都將寫入檔案尾。

以上就是從檔案符獲得檔案io流指標的方法。若我們先得到了檔案io流指標,再需要獲得檔案描述符,怎麼辦呢?因為所有的標準io的函式最終都要呼叫linux提供的檔案io這類系統呼叫,所以每個標準io流都必然關聯乙個檔案描述符,用這個函式就可以得到關聯的檔案描述符了

int fileno( file *fp);

返回值:與該流關聯的檔案描述符

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