關於系統級I O的一些解析

輸入/輸出(i/o)是在主存和外部裝置（如磁碟驅動器、終端、網路）之間複製資料的過程：

①輸入操作是從i/o裝置複製資料到主存。

②輸出操作是從主存複製資料到i/o裝置。

所有語言的執行時系統都提供執行i/o的較高階別工具。在linux系統中，是通過使用由核心提供的系統級unix i/o函式來實現這些較高階別的i/o函式的。

所有的i/o裝置都被模型化為檔案，而所有的輸入和輸出都被當作對相應檔案的讀和寫來執行，所以說linux中一切皆檔案。

所有的輸入和輸出都以一種統一且一致的方式來執行：

①開啟檔案。應用程式要求核心開啟相應檔案，核心返回乙個小的非負整數，叫描述符。它在後續對此檔案的所有操作中標識這個檔案。

②linux shell建立的每個程序開始時都有三個開啟的檔案。1.標準輸入（描述符為0）。2.標準輸出(描述符為1)。3.標準錯誤（描述符為2）。標頭檔案定義了常量stdin_fileno、stdout_fileno、stderr_fileno來代替顯式的描述符值。

③改變當前的檔案位置。每個開啟的檔案，核心保持著乙個檔案位置k，初始值為0。這個檔案位置是從檔案開頭起始的位元組偏移量。

④讀寫檔案。1.讀操作從檔案複製n個位元組到記憶體，從當前檔案位置k開始將k增加到k+n。2.寫操作是從記憶體複製n個位元組到另乙個檔案，從當前位置k開始，更新k。

⑤關閉檔案。

linux核心將所有檔案都組織成乙個目錄層次結構，由名為『/』的根目錄確定。

檔案操作首先要的就是開啟檔案。使用open函式即可。函式原型為:

int open(char *filename,int flages,mode_t mode);

open函式將filename轉換為乙個檔案描述符，並返回描述符數字。返回的描述符總是在程序中！！當前沒有被開啟！！的最小描述符。所以像:

fd1=open(「foo.txt」,o_rdonly,0);的話，系統自動開啟0，1，2這三個檔案，所以當前沒被開啟的最小描述符是3，所以fd1=3。

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i/o重定向

linux shell提供了i/o重定向操作符，允許使用者將磁碟檔案和標準輸入輸出聯絡起來。我們可以利用dup2函式來讓i/o重定向工作。dup2的函式原形為:

int dup2(int oldfd,int newfd);

dup2函式複製描述符表表項oldfd到描述符表表項newfd，覆蓋描述符表表項newfd以前的內容。若newfd已經開啟了，dup2會在複製oldfd之前關閉newfd。從此以後，任何寫道標準輸出的資料都被重定向到檔案b。（這裡用到了共享檔案的知識）

dup2前：

dup2後:

我們可以看看這個函式的執行:

a.text檔案裡的內容變化情況為：

pqrs---->write函式在檔案末尾追加jklmn，此時檔案內容為pqrsjklmn–>將fd1重定位給fd2，讀寫位置是指向fd2的檔案末尾,此時寫會覆蓋jklmn，檔案內容為pqrswxyzn–>繼續追加，檔案內容為:pqrswxyznef。