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基础IO
在Linux中，"一切皆文件"。所以IO操作就是进程和文件之间进行数据的交互。
FILE*
在C语言中，文件指针FILE*对应的是FILE结构体，其结构如下所示。
cpp
typedef struct _IO_FILE {
int _flags; // 文件状态标志（如只读、可写、错误、EOF等）
char* _IO_read_ptr; // 缓冲区当前读取位置
char* _IO_read_end; // 缓冲区读取结束位置
char* _IO_read_base; // 缓冲区起始地址（读缓冲区）
char* _IO_write_base;// 缓冲区起始地址（写缓冲区）
char* _IO_write_ptr; // 缓冲区当前写入位置
char* _IO_write_end; // 缓冲区写入结束位置
char* _IO_buf_base; // 缓冲区基地址（若使用自定义缓冲区）
char* _IO_buf_end; // 缓冲区结束地址
struct _IO_FILE* _chain; // 链表指针（用于关联多个打开的文件）
int _fileno; // 底层文件描述符（Linux 中文件的唯一标识，如 0=stdin、1=stdout、2=stderr）
int _err; // 错误码（记录文件操作错误）
int _eof; // EOF 标志（非0表示已到达文件末尾）
// 其他成员：缓冲区大小、编码格式、锁机制等...
} FILE;在这个结构体中，有2个属性重要一些，读写缓冲区和文件描述符。
缓冲区
缓冲区------文件内核缓冲区和用户文件缓冲区
用户文件缓冲区
用户文件缓冲区存在于C标准库中------存在于FILE中。如下图所示。
用户文件缓冲区的刷新策略
-
无策略，直接刷新。
-
行刷新，遇到'\n'(适用于显示器)。
-
满刷新。
两种情况
-
进程退出，直接刷新。
-
fflush强制刷新。
文件内核缓冲区
文件被打开后，OS会先创建这个文件的struct file结构体，然后在内存中再为这个文件创建三个空间，来存储这个文件的相关信息。文件属性，读写方法和文件内核缓冲区。如下图所示。
文件描述符
-
C库中的文件操作函数，都是对系统函数的封装。在上层C库中，我们打开一个文件就会返回一个FILE*的指针。其实，底层的函数会返回一个int型的数值，然后把这个数值返回给上层，上层再对这个数值进行封装------填充FILE的文件描述符属性，最后返回FILE*。
-
文件描述符就是一个普通的整形，它就是数组(文件描述符表)的下标。
-
底层返回整形，上层再对它进行封装，然后上层便可得到FILE*。
-
返回未被使用的最小的数组下标。
fd------>FILE*的过程代码如下所示：
cpp
struct IO_FILE
{
int flag; // 刷新⽅式
int fileno; // ⽂件描述符
char outbuffer[SIZE];
int cap;
int size;
// TODO
};
typedef struct IO_FILE mFILE;
mFILE *mfopen(const char *filename, const char *mode)
{
//。。。。。
fd = open(filename, O_RDONLY);
mFILE *mf = (mFILE*)malloc(sizeof(mFILE));
if(!mf)
{
close(fd);
return NULL;
}
mf->fileno = fd;
//mf->flag = FLUSH_LINE;
mf->size = 0;
mf->cap = SIZE;
return mf;
}文件打开的全过程
如下图所示。
一个文件被打开，有两个人要知道，一个是OS，另一个就是进程本身。进程是自己的文件描述符表来知晓，而OS则进行双链表来管理。
链接
软链接
ln -s src dst
cpp
ln -s code.c code_soft
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ls -l
total 4
drwxr-xr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 A
-rw-r--r-- 1 ubuntu ubuntu 0 Jan 12 11:09 code.c
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ln -s code.c code_soft
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ll
total 12
drwxr-xr-x 3 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 ./
drwxr-xr-x 6 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:08 ../
drwxr-xr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 A/
-rw-r--r-- 1 ubuntu ubuntu 0 Jan 12 11:09 code.c
lrwxrwxrwx 1 ubuntu ubuntu 6 Jan 12 11:09 code_soft -> code.c
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ vim code.c
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ cat code_soft
jjjjjj-
文件内容里面存储的是被链接文件的路经。
-
相当于软件的快捷方式。
硬链接
ln src dst
cpp
ln code.c code_hard
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ln code.c code_hard
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ll
total 20
drwxr-xr-x 3 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:15 ./
drwxr-xr-x 6 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:08 ../
drwxr-xr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 A/
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code.c
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code_hard
lrwxrwxrwx 1 ubuntu ubuntu 6 Jan 12 11:09 code_soft -> code.c-
硬链接就是给被链接文件取"别名"==引用。
-
硬链接不能链接目录，否则就会出现路径解析死循环。
-
被硬链接指向的时候，被硬链接的文件，就会计数一下。
取消链接
对于软硬链接取消链接，指令：unlink 链接
cpp
unlink code_soft
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ll
total 20
drwxr-xr-x 3 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:15 ./
drwxr-xr-x 6 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:08 ../
drwxr-xr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 A/
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code.c
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code_hard
lrwxrwxrwx 1 ubuntu ubuntu 6 Jan 12 11:09 code_soft -> code.c
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ unlink code_soft
ubuntu@VM-4-17-ubuntu:~/review-linux/2026_1_12$ ll
total 20
drwxr-xr-x 3 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:21 ./
drwxr-xr-x 6 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:08 ../
drwxr-xr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Jan 12 11:09 A/
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code.c
-rw-r--r-- 2 ubuntu ubuntu 7 Jan 12 11:10 code_hard路径解析死循环问题
硬链接不能链接目录，只能链接普通文件，而软连接可以链接目录/普通文件。
原因：
路径解析不是看文件名解析的，而是看文件的inode进行路径解析的。举个例子，当A目录里面--->有个子目录B，B目录里面有个硬链接C，C链接到B目录。当执行cd A/B/C，就会出现路径回环问题，死循环。如下图所示。
而软链接就不会出现这种情况，因为软连接是个独立的文件，有自己的inode，假设C软链接到B，它里面存的是被链接文件的路径，所以，当解析的C时，会继续解析C里面的路径，就会解析到B文件，就会停止了。