- C文件 IO 相关操作
- 系统调用接口
- 文件描述符 fd
- 重定向
- dup2系统调用
- 文件系统
- 动态库和静态库
有关c语言的IO函数
fopen、fread、fwrite、f等等
我们先来看一个简单的例子：打开一个文件
- fopen函数的两个参数，第一个参数为文件路径，如果我们不加路径，只写文件名则指当前路径 —cwd
什么是当前路径呢？本质是进程运行时所处的路径
我们可以通过命令的形式看一看进程究竟在什么路径下
我们知道除了 axj aux 这样的查看进程命令，还可以通过proc文件夹 来查看进程
我们可以清晰的看到，有一个exe 指 可执行文件所处的路径，cwd 指进程运行时的路径
- 第二个参数为打开方式，总的来说，有b则是打开二进制文件，有+则一定是可读可写，其中r+为打开w+为新建有b为二进制
这个小小的例子就是打开一个用来写入的文件，要注意操作完要记着关闭文件，接下来我们尝试操作文件
fputs 将字符写入流中
fgets，将流中的内容写到缓冲区中，其中第一个参数为缓冲区，第二个参数则是我们预期输入缓冲区的大小
至此我们完成了大致的c语言文件操作，这里有几个细节
FILE* 是我们打开文件时的返回值，这里的文件类型可以是普通文本文件、二进制文件、设备文件等
还需要注意的是 ，进程运行时，会自动打开三个流文件，分别叫做标准输入、标准输出、标准错误，他们都在头文件中被声明，分别对应的设备为键盘、显示器、显示器。
因此，我们就可以通过fgets和fputs 来模拟printf和scanf
第三点：a和w分别为追加写入和覆盖写入，也就是从文末开始写 与 从文件开头开始写
以上就是大致c语言相关的io操作 ，当然还有fseek、ftell、frewind等等函数，我们这里不深入探究。
系统调用接口
我们上文中所使用的C语言IO函数，也就是c语言的库函数，它通过对系统调用接口的封装来让程序员轻易使用，接下来我们就聊聊更加底层的系统调用接口。
我们先来看看如何打开文件，叫做 open函数
它的参数有三个，第一个为我们所要打开的文件路径和文件名，这个与fopen相同
第二个参数为标志位参数，可以有O_RDonLY , O_WRonLY , O_RDWR 分别对应了只读 、只写、 可读可写。
除此之外，还有其他的标志位，比如 O_CREAT 我们可以发现 我们的系统调用接口与fopen有一些不同，fopen在文件不存在的情况下会自动创建，而open不可以，你需要写标志位O_CREAT 来增加这一功能。否则会打开失败，返回-1
第三个参数为我们创建文件时的权限值，所以如果文件已经存在 ，就不需要第三个参数了。
在此，我们来对第二个参数的标志位进行深入的了解：
我们可以认为有32个不同的标志位，因为我们在传参时，理论上可以传32bit位，标志位的本质就是一位为1，其余31位全部为0，来分别标志不同的状态。这也就解释了我们在进行标志时用 或 （|）这个运算符来处理。
这样比特位传递参数的方式就给我们许多的选线。
最后一个参数也有一些小细节，我们一定要输入四位的权限 ，第一位我们默认为0就好了，否则我们仅仅输入 666这样的码是无法完成权限的赋值的。
其中在赋值权限时，还要注意 umask这样的掩码，我们可以在打开文件前将掩码赋为0。
我们就可以轻易的赋值权限了。
最后我们来谈谈open的返回值，让我们意想不到的是它为int ，而我们fopen的返回值为FILE * 。
open的返回值：成功 返回file descriptor – 文件描述符 ，失败则返回 -1
我们可以打开多个文件，发现他们的fd值是从3开始的连续整数。
有两个问题：1.为什么没有0、1、2
2.为什么它是连续的，很容易让人想到数组
我们回答第一个问题，我们还记得之前说过进程运行时会自动打开3个流，其中0就是 stdin的 fd， 1就是stdout 的 fd， 2 就是 stderr 的 fd。所以我们在打开第四个文件时，其返回值fd会为3 。我们可以想到，这三个流也是被打开的文件，所有文件都会在打开时有一个fd值。我们所谓的文件描述符就是数组下标，之后打开的文件会依次被赋予fd值。当然这是大致的了解。
我们现在就来看看文件描述符的底层逻辑：
我们的文件可以分为两种：1.磁盘文件 2.内存文件
磁盘文件：
就是我们保存在磁盘中的文件，这个文件会在进程调用它的时候进行加载到内存的操作，类似于我们的程序替换这样的加载器。这个文件的组成为：内容+属性，属性比如创建时间、文件大小、所属组、修改日期等等这样的信息 ， 也称作 元信息 ，而内容就是我们打开所看到的内容。
内存文件：
当我们进程需要一个打开或是操作一个文件的时候，我们操作系统会为这个文件生成一个struct file 这样的文件描述结构体，其中大多包含了文件的元信息。一个个这样的结构体会形成双链表，让我们管理。在这之前，在进程创建的时候，还会生成一个struct files_struct 这样的结构体，这个结构体被pcb内的指针所指向，用来管理文件。其中这个结构体中有一个部分为一个指针数组，struct file* fd array[32] ，这里的每一个指针就会指向我们文件的struct file。而这里的数组下标就是我们所知道的文件描述符。其中这个文件描述符所在的数组是可以扩展的。所以我们每打开一个文件，都会有文件描述符指针指向它，并且它的指向是有特性的：也就是依次从小到大指。
我们都知道，一个系统中会有无数已经被打开的文件，所以我们通过这样的方式对文件进行管理。
当然这些结构体都处在内存中。
如果我们需要对一个文件进行操作，不是一下将磁盘中的全部文件拷贝到我们的内存中，而是通过缓冲区，延后式的加载到内存中让我们操作。
比如我们打开一个log.txt文件，并被赋予了3号fd ， 我们现在read（3，xx，yy），此时执行到read这一步时才会通过我们的文件描述信息struct file 将文件加载到内存中。
此时如果我们close （1）这个stdout文件，那么我们在打开文件时，log.txt会被分配到 1号fd。
以上就是我们文件描述符的底层实现，它的分配规则就是从最小但是没有被使用的fd开始分配。
重定向的本质：就是修改文件描述符fd下标所对应的 struct file * 的内容。
比如原本 1 号fd 指向 stdout ，而现在让其指向了 log .txt ，这就叫做重定向
