【Linux】重定向 | 为什么说”一切皆文件？“

目录

前言

1.文件描述符分配规则

2.dup2 重定向接口

3.重定向

3.1>输出重定向

3.2>>追加重定向

3.3<输入重定向

3.4 shell 模拟实现< >

3.5 理解>

4. 理解“Linux 下一切皆文件”

前言

问：fd 为什么默认从 3 开始，而不是从 0,1,2?

💬 前面还存在默认标准文件，stdin, stdout, stderr ，和 0,1,2一一对应

验证：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
 
int main(void)
{
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    } 
 
    printf("fd: %d\n", fd);
 
    close(fd);
}

1.文件描述符分配规则

❗ 从 0 下标开始，寻找最小的没有使用的数组位置，它的下标就是新文件的文件描述符

（1） 关闭0，对返回的 fd 进行测试

 int main(void)
{
    close(0);
    int fd = open("log.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    } 
 
    printf("fd: %d\n", fd);
 
    close(fd);
}

运行：

（2）关闭 1

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
// close(0);
// close(2);
close(1);
umask(0);
int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
if(fd == -1)
{
perror("open");
exit(1);
}
printf("fd:%d\n",fd);

//这里必须刷新一下，不然log.txt里面没有内容，这里和缓冲区有关，下面讲                                                                                                                  
fflush(stdout);      
close(fd);           
                 
return 0;
}

运行;

❓ 本来应该直接打到显示器上的消息，打印到了 log.txt 上，是为什么呢?

A: 进程不 care 1 文件发生的变化，先关闭再 open，根据验证规则，会实现对 1 文件的补充重定向

❗ 重定向的本质：上层用的 fd 不变，在内核中更改 fd 对应的 struct file* 地址

2.dup2 重定向接口

man dup2

NAME 中提到：dup 复制文件描述符

函数功能：

  • dup2函数将文件描述符oldfd复制到newfd，并返回一个新的文件描述符。如果newfd已经打开，则将先关闭它。新的文件描述符将继承oldfd的文件状态标志（例如，文件偏移量、文件访问模式等）。

函数返回值：

  • 成功时，返回新的文件描述符；失败时，返回-1，并设置errno变量来指示错误类型。

具体应用： new be old ，新的被老的覆盖，所以保留的是 old，dup2（old, new),所以前一个文件会拷贝形成 double 份，如果想实现对之前操作的实现，即 dup2(fd,1)

tip: 拷贝的是下标指针 struct 的 拷贝替换

#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
   // close(0);
   // close(2);
   // close(1);
   umask(0);
   int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
   if(fd == -1)
   {
       perror("open");
       exit(1);
   }
   //重定向
   dup2(fd,1);
   printf("fd:%d\n",fd);

   //这里必须刷新一下，不然log.txt里面没有内容
   fflush(stdout);
   close(fd);

   return 0;
}

运行：

fd 覆盖了 log,应该输出到 1 中的，就到 fd 文件里面了

3.重定向

3.1>输出重定向

上面内容就是输出重定向，把新打开文件的fd重定向到fd为1（默认为显示器）的位置。

3.2>>追加重定向

实现在文件原内容后面的添加

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
   // close(0);
   // close(2);
   // close(1);
   umask(0);
   // int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
   int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666);
   if(fd == -1)
   {
       perror("open");
       exit(1);
   }
   //重定向
   dup2(fd,1);
   printf("add hello\n");

   //这里必须刷新一下，不然log.txt里面没有内容                                                                           
   fflush(stdout);                                                                                                       
   close(fd);                                                                                                            

   return 0;                                                                                                             
}

3.3<输入重定向

测试：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    // close(0);
    // close(2);
    // close(1);
    umask(0);
    // int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
    // int fd=open("log.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND,0666);
    int fd=open("log.txt",O_RDONLY);
    if(fd == -1)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    //输入重定向
    dup2(fd,0);
    char outbuffer[64];
    while(1)
    {
        printf("<");
        if(fgets(outbuffer,sizeof(outbuffer),stdin) == NULL) break;
        printf("%s",outbuffer);
    }
    return 0;
}

输入重定向:

  • 使用 dup2(fd, 0) 将文件描述符 fd 重定向到标准输入（文件描述符0），即从此程序的标准输入将从 log.txt 读取。

读取并输出内容:

  • 声明一个字符数组 outbuffer[64] 用于存储从标准输入读取的内容。
  • 使用 while 循环不断读取标准输入（现在是 log.txt 的内容）直到文件结束。
  • printf("<") 打印一个提示符。
  • fgets(outbuffer, sizeof(outbuffer), stdin) 从标准输入读取一行，如果读取失败（例如文件结束），则退出循环。
  • printf("%s", outbuffer) 将读取的内容打印到标准输出。

❗ fgets(stdin)的显示，由键盘变为了从文件中读取，后并打印

C++联动：

>输入（将内容添加到文件之中），<读取（由从键盘读取变为了从某文件读取 fgets 0->fgets file）

3.4 shell 模拟实现< >

思路：

头文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>
#include <assert.h>
#include <ctype.h>

// 定义重定向类型
#define NONE 0
#define IN_RDIR 1
#define OUT_RDIR 2
#define APPEND_RDIR 3

#define LEFT "<"
#define RIGHT ">"
#define LABLE "$"

// 全局变量用于重定向
char *rdirfilename;
int rdir = NONE;
int lastcode;
int quit = 0;
char commandline[1024];

// 函数声明
void getpwd();
char* getusername();
char* gethostname1();
void check_redir(char *cmd);
void interact(char *cline, int size);
void NormalExcute(char *_argv[]);
  1. check_redir：
  • 该函数处理命令字符串以识别和处理输入（<）、输出（>）和追加（>>）重定向。它更新命令字符串以排除重定向部分，并相应地设置全局变量 rdirfilename 和 rdir。
// 检查并处理命令中的重定向
void check_redir(char *cmd) {
    char *pos = cmd;
    while (*pos) {//遍历pos
        if (*pos == '>') {//查找重定向符号，对之后实现替换
            if (*(pos + 1) == '>') {//追加重定向
                *pos++ = '\0';
                *pos++ = '\0';//切换字符并跳过
                while (isspace(*pos)) pos++;//后面的判断怎么理解呢
                rdirfilename = pos;//将文件名赋给
                rdir = APPEND_RDIR;//命令行操作
                break;
            } else {
                *pos = '\0';
                pos++;
                while (isspace(*pos)) pos++;
                rdirfilename = pos;
                rdir = OUT_RDIR;
                break;
            }
        } else if (*pos == '<') {
            *pos = '\0'; // ls -a -l -n < filename.txt
            pos++;
            while (isspace(*pos)) pos++;
            rdirfilename = pos;
            rdir = IN_RDIR;
            break;
        }
        pos++;
    }
}
  1. interact：
    • 该函数提示用户输入，获取命令行，并调用 check_redir 处理任何重定向。
void interact(char *cline, int size) {
    getpwd();//获取当前工作目录并打印提示符
    printf(LEFT"%s@%s %s"RIGHT""LABLE" ", getusername(), gethostname1(), pwd);
    char *s = fgets(cline, size, stdin);//获取命令行输入
    assert(s);
    (void)s;
    cline[strlen(cline) - 1] = '\0';//移除换行符
    check_redir(cline);//处理重定向符号
}
  1. NormalExcute：
    • 该函数创建一个新进程来执行给定的命令。如果设置了任何重定向，它会在执行命令之前相应地调整文件描述符。
// Function to execute commands
void NormalExcute(char *_argv[]) {
    pid_t id = fork();
    if (id < 0) {
        perror("fork");
        return;
    } else if (id == 0) {
        int fd = 0;

        if (rdir == IN_RDIR) {//对标记的rdir进行操作判断
            fd = open(rdirfilename, O_RDONLY);
            dup2(fd, 0);
        } else if (rdir == OUT_RDIR) {
            fd = open(rdirfilename, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, 0666);
            dup2(fd, 1);
        } else if (rdir == APPEND_RDIR) {
            fd = open(rdirfilename, O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND, 0666);
            //打开操作的mode设置
            dup2(fd, 1);//对文件进行重定向
        }
        
        execvp(_argv[0], _argv);
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else {
        int status = 0;
        pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);
        if (rid == id) {
            lastcode = WEXITSTATUS(status);
        }
    }
}
  1. main：
    • 程序的主循环初始化重定向设置，与用户交互以获取命令，将命令行输入分割成参数，并调用 NormalExcute 执行命令。
int main() {
    while (!quit) {
        rdirfilename = NULL;
        rdir = NONE;
        interact(commandline, sizeof(commandline));
        
        // Tokenize the command line input into arguments
        char *argv[64];
        int argc = 0;
        char *token = strtok(commandline, " ");
        while (token != NULL) {
            argv[argc++] = token;
            token = strtok(NULL, " ");
        }
        argv[argc] = NULL;

        if (argc > 0) {
            NormalExcute(argv);
        }
    }
    return 0;
}
  1. 占位符函数：
    • getpwd、getusername 和 gethostname1 是用于获取当前工作目录、用户名和主机名的占位符函数，应根据需要实现实际功能。
void getpwd() {
    // Implement function to get current working directory
}

char* getusername() {
    // Implement function to get the username
    return "user";
}

char* gethostname1() {
    // Implement function to get the hostname
    return "hostname";
}

运行：

思考：

问：后面我们做了重定向的工作，后面我们在进行程序替换的时候，难道不影响吗？？？

不影响

❗ 程序替换，和文件访问是并列的关系，mm_struct && file_struct ，程序替换，只会替换代码和数据，不影响曾经打开的重定向文件

联系：可以通过对文件调动，为进程替换提供良好的环境

问：子进程重定向会影响父进程吗？

不会

❗ 子进程会对父进程进行写实拷贝

3.5 理解>

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

#define filename "log.txt"

int main()
{
    fprintf(stdout, "hello normal message\n");
    fprintf(stdout, "hello normal message\n");
    fprintf(stdout, "hello normal message\n");
    fprintf(stdout, "hello normal message\n");
    fprintf(stdout, "hello normal message\n");

    fprintf(stderr, "hello error message\n");
    fprintf(stderr, "hello error message\n");
    fprintf(stderr, "hello error message\n");
    fprintf(stderr, "hello error message\n");
    fprintf(stderr, "hello error message\n");

测试：

./mytest 1>nomal.log 2>err.log
//合并
./mytest 1>all.log 2>&1 //实现了覆盖

>默认指向的是 1，那 2 的设置有什么意义呢？

意义： 将错误信息和正确信息分开放了，便于程序员的查看

❗ 对于重定向的记忆

cat(cout)<<输出

>>(cin)输入到

和原理毫不相关，就是用着发现这样挺好记忆的

4. 理解“Linux 下一切皆文件”

🔔 进程通过对文件的管理实现了对设备的管理，设备的信息其实也是以文件的形式存储了

这里可能有这样一个问题，如果同一个文件被多个指针指向，但是某个进程把这个文件关了，会不会影响其他进程对这个文件的操作呢？

A: 其实并不会，一个被打开的文件有引用计数。

表明有几个指针指向这个文件，这样做是因为一个文件可能被多个指针指向。如果某个进程关闭文件，影响到其他进程，就不能保证进程的独立性。close关闭文件，其实并不是真正关闭文件，只是把引用计数减1，当只有一个指针指向这个文件，close关闭文件才是真正关闭这个文件。

文件有*write file 指针，屏蔽掉了设备的差异化，通过指针指向//C++联想：多态，奇类，派生类

思考：

1. 面向对象，是历史的必然，是先进的表现

2. 万变不离其宗：

学习了底层知识，就可以是我们面对各种语言进行文件读取时，读读文档，就能上手操作了

学习思考：通过不断的实验和提问，来进行学习

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mfbz.cn/a/797899.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

深度学习-6-自编码器和去噪自动编码器和变分自编码器

深度学习-6-自编码器和去噪自动编码器和变分自编码器

参考keras基于自编码器的语音信号降噪 参考今天来介绍一下什么是去噪自动编码器（DenoisingAutoencoder） 1 keras实现自编码器图像去噪 自编码器是一种简单的人工神经网络 (ANN)，经过训练可以学习输入数据的编码表示，这种无监督机制不需要标签。自编码器由两个神经网络组…
阅读更多...
【练习】分治--归并排序

【练习】分治--归并排序

&#x1f3a5; 个人主页&#xff1a;Dikz12&#x1f525;个人专栏&#xff1a;算法(Java)&#x1f4d5;格言&#xff1a;吾愚多不敏&#xff0c;而愿加学欢迎大家&#x1f44d;点赞✍评论⭐收藏 目录 归并排序 代码实现 交易逆序对的总数 题目描述 ​编辑 题解 代码实…
阅读更多...
前端Vue组件化实践：打造灵活可维护的地址管理组件

前端Vue组件化实践：打造灵活可维护的地址管理组件

随着前端技术的不断演进&#xff0c;复杂度和开发难度也随之上升。传统的一体化开发模式使得每次小小的修改或功能增加都可能牵一发而动全身&#xff0c;严重影响了开发效率和维护成本。组件化开发作为一种解决方案&#xff0c;通过模块化、独立化的开发方式&#xff0c;实现了…
阅读更多...
云计算【第一阶段（29）】远程访问及控制

云计算【第一阶段（29）】远程访问及控制

一、ssh远程管理 1.1、ssh (secureshell)协议 是一种安全通道协议对通信数据进行了加密处理&#xff0c;用于远程管理功能SSH 协议对通信双方的数据传输进行了加密处理&#xff0c;其中包括用户登录时输入的用户口令&#xff0c;建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH客…
阅读更多...
SQL 多变关联使用子查询去重

SQL 多变关联使用子查询去重

不去重状态 select a.*,b.recon_amt from free_settlement_first aleft join free_settlement_second b on a.settlement_first_id b.settlement_first_id 有2条数据出现了重复 使用子查询去重 select a.*,b.recon_amt from free_settlement_first aleft join free_settlem…
阅读更多...
谈谈软件交互设计

谈谈软件交互设计

谈谈软件交互设计 交互设计的由来 交互设计（Interaction Design）这一概念，最初是由IDEO创始人之一Bill.Moggridge（莫格里奇）1984年在一次会议上提出。他设计了世界上第一台笔记本电脑Compass，并写作出版了在交互设计领域影响深远的《Designing Interactions》一书，被称…
阅读更多...
Azcopy Sync同步Azure文件共享

Azcopy Sync同步Azure文件共享

Azcopy Sync同步Azure文件共享 一、工作原理二、安装 AzCopy在 Windows 上在 Linux 上 三、资源准备1. 创建源和目标 Azure 存储账户2. 创建源和目标文件共享3. 确定路径4. 生成源和目的存储账户的共享访问签名&#xff08;SAS&#xff09;令牌配置权限示例生成的 URL 四、Azco…
阅读更多...
AI算法14-套索回归算法Lasso Regression | LR

AI算法14-套索回归算法Lasso Regression | LR

套索回归算法概述 套索回归算法简介 在统计学和机器学习中&#xff0c;套索回归是一种同时进行特征选择和正则化&#xff08;数学&#xff09;的回归分析方法&#xff0c;旨在增强统计模型的预测准确性和可解释性&#xff0c; 正则化是一种回归的形式&#xff0c;它将系数估…
阅读更多...
课程的概述

课程的概述

课程概述 课程类型 课程理论流派 制约课程开发的因素 课程设计的概念及两种模式 课程内容 课程评价 新课程改革理念
阅读更多...
前一段时间比较火的刷网课平台源码，带数据库和教程

前一段时间比较火的刷网课平台源码，带数据库和教程

前一段时间比较火的刷网课平台源码&#xff0c;带数据库和教程。 好在疫情已经结束了&#xff0c;希望今后世上再无网课。 这个代码免费提供给大家学习开发用吧&#xff0c;作为一个php的入门学习案例用用还可以。 使用办法 网站根目录解压 打开nginx.htaccess文件&#x…
阅读更多...
社交App iOS审核中的4.3问题：深入分析与解决策略

社交App iOS审核中的4.3问题：深入分析与解决策略

社交App审核中的4.3问题&#xff1a;深入分析与解决策略 在iOS应用开发和审核过程中&#xff0c;开发者经常会遇到苹果审核4.3问题。这一问题往往涉及应用的设计和内容重复性&#xff0c;导致应用被拒绝上架。为了帮助开发者更好地理解和解决这一问题&#xff0c;本文将对4.3问…
阅读更多...
FPGA设计之跨时钟域（CDC）设计篇（1）----亚稳态到底是什么？

FPGA设计之跨时钟域（CDC）设计篇（1）----亚稳态到底是什么？

1、什么是亚稳态？ 在数字电路中，如果数据传输时不满足触发器FF的建立时间要求Tsu和保持时间要求Th，就可能产生亚稳态（Metastability），此时触发器的输出端（Q端）在有效时钟沿之后比较长的一段时间都会处于不确定的状态（在0和1之间振荡），而不是等于数据输入端（D端）的…
阅读更多...
集训 Day 3 总结 虚树 + dfs tree + 基环树

集训 Day 3 总结 虚树 + dfs tree + 基环树

虚树 虚树&#xff0c;顾名思义是 只关注原树上的某些 关键点&#xff0c;在保留原树祖孙关系的前提下建出的一棵边数、点数大大减少的树 适用于优化某些在整棵树上进行 d p dp dp、 d f s dfs dfs 的问题 通常是题目中出现多次询问&#xff0c;每次给出树上的一些关键点&a…
阅读更多...
taro小程序terser-webpack-plugin插件不生效(vue2版本)

taro小程序terser-webpack-plugin插件不生效(vue2版本)

背景 最近在做公司内部的小程序脚手架&#xff0c;为了兼容老项目和旧项目&#xff0c;做了vue2taro,vue3taro两个模板&#xff0c;发现terser-webpack-plugin在vue2和vue3中的使用方式并不相同&#xff0c;同样的配置在vue3webpack5中生效&#xff0c;但是在vue2webpack4中就…
阅读更多...
【C++】哈希（散列）表

【C++】哈希（散列）表

目录 一、哈希表的基本概念1.哈希的概念2.哈希冲突2.1 哈希函数2.2 哈希冲突的解决办法2.2.1 闭散列2.2.2 开散列 二、哈希表的实现1.闭散列的实现1.1 闭散列的结构1.2 闭散列的插入1.3 闭散列的删除1.4 闭散列的查找 2.开散列的实现2.1 key值不能取模的情况2.2 开散列的结构2.…
阅读更多...
编译x-Wrt 全过程

编译x-Wrt 全过程

参考自;​​​​​​c编译教程 | All about X-Wrt 需要详细了解的小伙伴还请参看原文 ^-^ 概念&#xff1a; x-wrt&#xff08;基于openwrt深度定制的发行版本&#xff09; 编译系统: ubuntu22.04 注意&#xff1a; 特别注意的是&#xff0c;整个编译过程&#xff0c;都是用 …
阅读更多...
线程池笔记

线程池笔记

笔记梳理 前言.PHONYC标准库头文件C/C通用或C特有头文件mkdirc_str()snprintfvsnprintfumaskopen函数可变参数列表va_startva_endfunctionalstatic_castpthread_cond_init_threads.emplace_backstd::bindstd::placeholdersThreadPool(const ThreadPool<T> &tp) dele…
阅读更多...
springboot系列教程（三）：全局异常映射（含源码）

springboot系列教程（三）：全局异常映射（含源码）

一、异常分类 这里的异常分类从系统处理异常的角度看&#xff0c;主要分类两类&#xff1a;业务异常和系统异常。 1、业务异常 业务异常主要是一些可预见性异常&#xff0c;处理业务异常&#xff0c;用来提示用户的操作&#xff0c;提高系统的可操作性。常见的业务异常提示&…
阅读更多...
学会电子期刊制作的必备工具

学会电子期刊制作的必备工具

​随着数字化时代的到来&#xff0c;电子期刊作为一种新型的传播媒介&#xff0c;已经越来越受到大众的青睐。它以环保、便捷、互动性强等特点&#xff0c;逐渐成为传统纸质期刊的重要补充。那么&#xff0c;如何制作一款精美的电子期刊呢&#xff1f;本文将为你介绍学会电子期…
阅读更多...
电子电气架构 --- 关于DoIP的一些闲思 上

电子电气架构 --- 关于DoIP的一些闲思 上

我是穿拖鞋的汉子，魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 老规矩，分享一段喜欢的文字，避免自己成为高知识低文化的工程师： 屏蔽力是信息过载时代一个人的特殊竞争力，任何消耗你的人和事，多看一眼都是你的不对。非必要不费力证明自己，无利益不试图说服别人，是精神上的节…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023