基础IO(一切皆文件)

1.重定向补充

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[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out 1 > log.txt
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ll
total 20
-rwxrwxr-x 1 user1 user1 9104 May 12 14:37 a.out
-rw-rw-r-- 1 user1 user1   24 May 12 14:38 log.txt
-rw-rw-r-- 1 user1 user1  185 May 12 14:36 stream.cc
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.txt
hello cout
hello printf

重定向完整写法是1重定向到log.txt中，一般会把1进行省略

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[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat stream.cc
#include<cstdio>
#include<iostream>

int main()
{
    //向标准输出进行打印,stdout,cin-》 1
    std::cout<<"hello cout"<<std::endl;
    printf("hello printf\n");

    //向标准错误进行打印,stderr,cerr-》2
    std::cerr<<"hello cerr"<<std::endl;
    fprintf(stderr,"hello stderr\n");
    return 0;
}

[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ g++ stream.cc
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out
hello cout
hello printf
hello cerr
hello stderr
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out > log.txt
hello cerr
hello stderr
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.txt
hello cout
hello printf

为什么我们对应的标准输出写到了log.txt里面，而标准错误却依然在显示器文件上进行打印

原因是因为我们在对应输出的时候，虽然我们对应的标准输出和标准错误都指向同一个文件。

但当我们进行重定向时，实际上还是把1重定向到新文件，即把新打开的文件描述符的struct_file的地址拷贝到1里面，把1重定向了。可是我们2依旧指向标准错误往显示器上打印。

复制代码

[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out 1>log.normal 2>log.error
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ll
total 28
-rwxrwxr-x 1 user1 user1 9248 May 12 14:42 a.out
-rw-rw-r-- 1 user1 user1   24 May 12 14:48 log.error
-rw-rw-r-- 1 user1 user1   24 May 12 14:48 log.normal
-rw-rw-r-- 1 user1 user1   24 May 12 14:43 log.txt
-rw-rw-r-- 1 user1 user1  317 May 12 14:42 stream.cc
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.normal
hello cout
hello printf
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.error
hello cerr
hello stderr

所以我们指向明确就可以正确地进行重定向了！

为什么存在一个标准错误+printf、perror?cout/cerr

可以通过重定向能力，把常规消息和错误消息进行分离

方便我们日志的形成

如果stderr和stdout打印到同一文件？

复制代码

[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ rm log*
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ll
total 16
-rwxrwxr-x 1 user1 user1 9248 May 12 14:42 a.out
-rw-rw-r-- 1 user1 user1  317 May 12 14:42 stream.cc
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out 1>log.normal 2>log.normal
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.normal
hello cerr
hello stderr

为什么这样只显示标准错误？

第一次是标准输出写进去，第二次打开就清空了然后再将标准错误写入。

1.追加重定向

复制代码

[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out 1>log.normal 2>>log.normal
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.normal
hello cout
hello printf
hello cerr
hello stderr

2>&1----把1中的内容再写到2里面

复制代码

[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ rm log*
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ll
total 16
-rwxrwxr-x 1 user1 user1 9248 May 12 14:42 a.out
-rw-rw-r-- 1 user1 user1  317 May 12 14:42 stream.cc
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ ./a.out 1>log.normal 2>&1
[user1@iZ5waahoxw3q2bZ 26-5-12]$ cat log.normal
hello cout
hello printf
hello cerr
hello stderr

源代码

struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];文件描述符表内对应的数组

保存的是一个进程的struct file *也就是一个文件

atomic t → f_count;//引用计数

f_flags打开文件时读写权限

f_mode打开的文件对应的权限

f_pos当前读写一个文件对应的读写位置

进程有自己的管理列表，文件有自己的管理列表。进程和文件的管理是解耦的，用文件描述符表产生关联。

操作系统管理内存的时候，也不是把内存整体使用的。把操作系统空间划分为以块为单位的，也就是以4KB的大小划分成块。所以一个4GB的内存，在操作系统中有4GB/4KB个数据页构成的。

所以在操作系统内一定存在很多的内存块。有的内存块被申请被占用被清理等。。。

操作系统要管理这些内存块---先描述再组织

将来为内存也有一个管理内存的数据结构叫做struct_page，只要找到内存对应的struct_page就能找到对应的数据块。

可以通过struct_file找到对应的内核缓冲区

struct_file是操作系统内打开的文件，但是文件的一些相关的硬属性并没有直接在这个file里存，在另外一个inode。可以通过file间接找到文件的属性和文件的缓冲区。

2.理解一切皆文件

首先，在windows中是文件的东西，它们在linux中也是文件；其次⼀些在windows中不是文件的东西，比如进程、磁盘、显示器、键盘这样硬件设备也被抽象成了文件，你可以使用访问文件的方法访问它们获得信息；甚至管道，也是文件；将来我们要学习网络编程中的socket（套接字）这样的东西,使用的接口跟文件接口也是⼀致的。

这样做最明显的好处是，开发者仅需要使用⼀套API和开发工具，即可调取Linux系统中绝大部分的资源。举个简单的例子，Linux中几乎所有读（读文件，读系统状态，读PIPE）的操作都可以用read函数来进行；几乎所有更改（更改文件，更改系统参数，写PIPE）的操作都可以用write函数来进行。

struct device

{

//type

//status

//其他属性

list_head

}

每个外设都有对应struct device

对设备的管理变成了对链表的增删查改

struct_file

属性文件缓冲区

void(*read)(int fd,char*,int);---指向磁盘的读

void(*write)(int fd,char*,int);---- 写

struct_file往上一切皆文件

在系统中访问任何设备，只要提供文件描述符，可以不用关心底层硬件的差异，直接去使用函数内部的指针来访问

VFS virtual file system 虚拟文件系统

struct_file基类

访问设备,都是通过函数指针指向的方法进行访问
的!
函数指针类型命名,参数,都一样!

不就是C版本的多态吗！

感谢你的观看，期待我们下次再见！