0

0

初识Linux · 文件(2)

看不見的法師

看不見的法師

发布时间:2025-06-20 13:30:12

|

246人浏览过

|

来源于php中文网

原创

前言:

由前文文件(1)的介绍,我们引出了三个问题:

这是我们文件一里面引发的问题,那么在文件(2)里面呢,我们通过对文件深层次的理解,就会知道,以上三个问题的答案了。

那么现在,我们就进入主题吧。

文件描述符fd

我们再看一眼open函数和write函数:

初识Linux · 文件(2)

返回值的描述是:返回值新的文件描述符,如果出错了返回的是-1。

那么我们研究的是这个返回值。

首先,我们知道打开文件的是进程,而非我们,那么文件的集中管理,实际上是由进程的task_struct有一个文件指针,struct file_struct* files,指向的一块文件结构体->struct files_struct,对于该结构体而言,管理的是另一个结构体,即由文件组成的结构体,它们之间的连接方式是双向链表的方式。

初识Linux · 文件(2)

就像这样,那么file_struct和file,两个结构体之间是如何产生联系的呢?

此时,文件描述符就出场了:

初识Linux · 文件(2)

files_struct里面有一块空间,通过下标访问,而下标指向的,就是一个一个的struct file。所以每次拿到了fd之后,就能对文件进行操作。

但是光这样,好像对文件理解并没有加深多少。

我们写的数据在哪里呢?

我们使用函数,里面的数据是放在哪里呢?难道是有了文件描述符fd我们就可以直接对files结构体操作了?不是的,因为文件存储的地方是在磁盘上,而非OS里面,所以我们一定是会和磁盘扯上一定关系的,那么:

初识Linux · 文件(2)

在OS里面有一块空间,缓存空间,将数据加载到了缓存里面,此时没有出错,就可以对文件,也就是已经先描述再操作的的文件对象里面,将数据进行写入即可。

那么我们简单总结上面的过程就是:

文件 = 属性 + 内容,我们要修改内容,也就是要和外设打交道,那么需要OS层面管理。为了修改外设的属性,所以需要类似驱动程序操作,此时OS层面的进程,也就是打开文件的软件,加上管理文件的多个结构体,结合文件描述符fd进行操作。

那么系统调用函数open整个过程要干的事就是:

1 创建文件file 2 开辟文件缓冲区 加载文件数据 3 查找对应的文件描述符fd 4 通过file地址将数据移动 5 返回下标。


默认的三个流

文件描述符fd我们已经理解了,根据上文012是默认打开的三个流:0 对应的标准输入,1对应的标准输出,2对应的标准错误,输入比如键盘,输出和错误都是对应的显示器。

黄龙在线供求系统
黄龙在线供求系统

由最初的武安热线、海南供求修正而来,套用520界面,美观无错升级说明:1、增加首页调用文件,调用文件是listinfo.asp调用代码: num为显示信息数,修改listinfo.asp文件可以定义标题字数等。2、增加分类别搜索功能。3、增加首页图片广告功能。4、增加首页连接功能。5、对后台进行重新编写。6、修正了v1.0已知的全部bug管理路径:/amin/管理密码:admin

下载

那么不同的外设,输入输出都应该有自己的一套体系,或者说有对应的函数,但是函数名往往都是不相同的,在OS层面如何进行集中管理呢?

在OS层面存在一种结构叫做:VFS,即virtual file system。

因为每个file对象,都有一个函数指针,虽然函数名不同,但是可以将函数的参数,返回值等弄的大差不差呗。此时,访问对应的外设,OS层面可以通过VFS层,对不同的外设进行访问。

可是我们说了这么多,如何证明呢?

我们可以用file对象里面的一个变量证明,_fileno,返回值就是对应的文件描述符,而C语言的FILE指针,本质是经过typedef的,封装的是系统里面的file,所以FILE指针直线的对象肯定也是有_fileno的,我们使用如下代码证明:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
int main(){    FILE* fp = fopen("log.txt","w");    printf("fp->%d\n",fp->_fileno);    printf("stdin->%d\n",stdin->_fileno);    printf("stdout->%d\n",stdout->_fileno);    printf("stderr->%d\n",stderr->_fileno);    return 0;}
初识Linux · 文件(2)

此时,证明完毕。


最后总结

由上文可以得出,高级语言想要使用文件描述符fd,一定是会经过封装的,不然对于外设层面是没有办法使用的。

那么,既然显示器也是个文件,我们不妨尝试对显示器这个文件进行写入,前提是我们如何知道显示器的文件在哪里呢?

我们可以进入到根目录的dev,dev代表设备,其中:

初识Linux · 文件(2)

dev目录里面的三个流也是间接证明了。

初识Linux · 文件(2)

同时,我们进入到pts目录,再开一个终端,就会发现:

初识Linux · 文件(2)

也就是说,新开的终端的文件是5号,那么,我们可以:

代码语言:javascript代码运行次数:0运行复制
int main(){    int fd = open("/dev/pts/5", O_WRONLY|O_APPEND);    if(fd < 0) return 1;    const char *message = "hahaha\n";    while(1)    {        write(fd, message, strlen(message));        sleep(1);    }    close(fd);    return 0;}
初识Linux · 文件(2)

此时,就在一直打印了。

所以,高级语言的所有文件操作函数,都是对系统调用的封装!!

那么,我们之后是推荐使用高级语言的函数还是系统调用呢?

当然是高级语言的了,因为系统调用的函数不具有跨平台性!!

文件我们也算是理解了部分了,下文之后,就是应用层面的了,比如重定向,比如语言级别的缓冲区。

感谢阅读!

相关专题

更多
C语言变量命名
C语言变量命名

c语言变量名规则是:1、变量名以英文字母开头;2、变量名中的字母是区分大小写的;3、变量名不能是关键字;4、变量名中不能包含空格、标点符号和类型说明符。php中文网还提供c语言变量的相关下载、相关课程等内容,供大家免费下载使用。

391

2023.06.20

c语言入门自学零基础
c语言入门自学零基础

C语言是当代人学习及生活中的必备基础知识,应用十分广泛,本专题为大家c语言入门自学零基础的相关文章,以及相关课程,感兴趣的朋友千万不要错过了。

615

2023.07.25

c语言运算符的优先级顺序
c语言运算符的优先级顺序

c语言运算符的优先级顺序是括号运算符 > 一元运算符 > 算术运算符 > 移位运算符 > 关系运算符 > 位运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符。本专题为大家提供c语言运算符相关的各种文章、以及下载和课程。

353

2023.08.02

c语言数据结构
c语言数据结构

数据结构是指将数据按照一定的方式组织和存储的方法。它是计算机科学中的重要概念,用来描述和解决实际问题中的数据组织和处理问题。数据结构可以分为线性结构和非线性结构。线性结构包括数组、链表、堆栈和队列等,而非线性结构包括树和图等。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

256

2023.08.09

c语言random函数用法
c语言random函数用法

c语言random函数用法:1、random.random,随机生成(0,1)之间的浮点数;2、random.randint,随机生成在范围之内的整数,两个参数分别表示上限和下限;3、random.randrange,在指定范围内,按指定基数递增的集合中获得一个随机数;4、random.choice,从序列中随机抽选一个数;5、random.shuffle,随机排序。

597

2023.09.05

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

524

2023.09.20

c语言get函数的用法
c语言get函数的用法

get函数是一个用于从输入流中获取字符的函数。可以从键盘、文件或其他输入设备中读取字符,并将其存储在指定的变量中。本文介绍了get函数的用法以及一些相关的注意事项。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用get函数 。

640

2023.09.20

c数组初始化的方法
c数组初始化的方法

c语言数组初始化的方法有直接赋值法、不完全初始化法、省略数组长度法和二维数组初始化法。详细介绍:1、直接赋值法,这种方法可以直接将数组的值进行初始化;2、不完全初始化法,。这种方法可以在一定程度上节省内存空间;3、省略数组长度法,这种方法可以让编译器自动计算数组的长度;4、二维数组初始化法等等。

600

2023.09.22

高德地图升级方法汇总
高德地图升级方法汇总

本专题整合了高德地图升级相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

68

2026.01.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Rust 教程
Rust 教程

共28课时 | 4.5万人学习

PostgreSQL 教程
PostgreSQL 教程

共48课时 | 7.4万人学习

Git 教程
Git 教程

共21课时 | 2.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号