文件进程linux系统编程之文件与I/O（五）：打开文件的内核结构file和重定向

最近研究文件进程，稍微总结一下，以后继续补充：

一、打开文件内核数据结构

1、一个进程打开两个文件



文件状态标记：读、写、追加、同步、非阻塞等

2、一个进程两次打开同一文件



3、两个进程打开同一文件



示例程序：

C++ Code

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/************************************************************************* > File Name: file_share.c > Author: Simba > Mail: dameng34@163.com > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST ************************************************************************/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<string.h> #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while( 0) int main( int argc, char *argv[]) { int fd1, fd2; char buf1[ 1024] = { 0}; char buf2[ 1024] = { 0}; /* 进程控制块PCB * struct task { * ... * struct files_struct *files; * } * 同一个进程两次打开同一个文件，一个进程具有的一个文件描述符表其中一个fd索引对应的指针指向一个 * 文件表(包括文件状态（读写追加同步非阻塞等），当前文件偏移量， * 文件引用次数（当有两个fd指向同个文件表时引用计数为2，见dup,也可用于重定向）， * 文件操纵指针， V节点指针等）不同享， * V节点表（包括V节点信息（struct stat), i节点信息等）同享 */ /* 两个进程打开同一个文件的情况与上类同*/ fd1 = open( "test.txt", O_RDONLY); if (fd1 == - 1) ERR_EXIT( "open error"); read(fd1, buf1, 5); printf( "buf1=%s\n", buf1); fd2 = open( "test.txt", O_RDWR); if (fd2 == - 1) ERR_EXIT( "open error"); read(fd2, buf2, 5); printf( "buf2=%s\n", buf2); write(fd2, "AAAAA", 5); memset(buf1, 0, sizeof(buf1)); read(fd1, buf1, 5); printf( "buf1=%s\n", buf1); close(fd1); close(fd2); return 0; }

每日一道理

美丽是平凡的，平凡得让你感觉不到她的存在；美丽是平淡的，平淡得只剩下温馨的回忆；美丽又是平静的，平静得只有你费尽心思才能激起她的涟漪。

假设test.txt文件的内容是 ABCDEhello

测试如下：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_share
buf1=ABCDE
buf2=ABCDE
buf1=AAAAA

test.txt文件内容变成 ABCDEAAAAA

分析：由上图分析可知，一个进程两次打开同一文件，文件表是不同享的，即各有自己的文件偏移量和打开文件标记，所以两次read不同的fd都是从头开始读取，但V节点表是同享的，在fd2写入（同个文件表的read和write是同享偏移的）更改了inode指向的硬盘数据块，再次read fd1失掉的也是更改后的值。

二、I/O重定向





当我们执行了dup(3)之后，系统选择一个闲暇的文件描述符即4，这样就有两个文件描述符指向同个文件表，所以引用计数为2。利用dup等函数可以停止重定向的步调是先close输入输出文件描述符，然后执行dup(fd), 这样输入输出文件描述符也指向fd指向的文件，这样就实现了重定向。此外dup2, fcntl 函数也可以实现，其实不使用这些函数，而直接close（0/1/2）完再open也可以实现。

示例程序如下：

C++ Code

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/************************************************************************* > File Name: file_dup.c > Author: Simba > Mail: dameng34@163.com > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST ************************************************************************/ #include<sys/types.h> #include<sys/stat.h> #include<unistd.h> #include<fcntl.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<string.h> #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while( 0) /* dup dup2 fcntl */ int main( int argc, char *argv[]) { int fd; fd = open( "test2.txt", O_WRONLY); if (fd == - 1) ERR_EXIT( "open error"); /* close(1); dup(fd); */ // dup2(fd, 1); close( 1); if (fcntl(fd, F_DUPFD, 0) < 0) //从0开始搜索可用的fd ERR_EXIT( "fcntl error"); printf( "hello\n"); // 输出重定向到test2.txt return 0; }

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录：

PC软件体积大，是因为一个PC软件功能往往较多，能够满足你一个方面的需求，而一个iphone软件往往没几行代码，干一件很小的事情，自然需要的软件就多。就像吃西瓜和吃瓜子的来比数目，单位不同啊。