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FILE *fopen(char* filename,char* mode);(文件名稱，打開方式)
size_t fread(char* buf,size_t block_size,size_t block_count,FILE* fp);(緩衝區，塊大小，塊個數，文件流指針)；
size_t fwrite(char*data,size_t block_size,size_t block_count,FILE* fp);(數據首地址，塊大小，塊個數，文件流指針)；
int fseek(FILE* fp,long offset,int whence);(將文件的讀寫指針從whence位置偏移offset個字節)- - - - -跳轉文件讀寫位置
int fclose(FILE* fp);- - - - - 關閉文件流指針，釋放資源
標準的IO接口（都是庫函數，而庫函數就是對系統調用接口的一層封裝）
int open(char* filename,int flag,mode_t mode);
ssize_t write(int fd,char* buf,size_t count);
ssize_t read(int fd,char* buf,size_t len);
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);
int close(int fd);通過文件描述符關閉文件，釋放資源；
int dup2(int oldfd,int newfd);- - - - -描述重定向函數
基礎IO(文件的輸入輸出操作)
例：fopen/fwrite/fread/fseek/fclose stdin/stdout/stderr
FILE *fopen(char* filename,char* mode);(文件名稱，打開方式)
打開方式：*r(只讀)； r+（讀寫）；w（只寫）；w+（讀寫）；a（追加寫）；a+（追加讀寫）；b（二進制操作）。
追加寫：每次寫入數據總是寫入到文件末尾
r+的讀寫和w+的讀寫的區別：r+讀寫打開文件，若文件不存在則報錯；w+讀寫打開文件，若不存在則創建，若存在則清空原有內容。
a:不僅是追加寫，並且文件不存在會創建新文件
b:默認清空如果不指定b,則認爲文件是文本操作，加上b則認爲是二進制操作；區別在於：有時候一個特殊字符，只是一個字符但是佔據兩個字節的內存（例：讀取一個100字節大小的文件，文本操作最終讀取出來的數據，不一定是100個字節）
返回值：返回實際一個FILE*的文件流指針作爲文件的操作句柄；失敗則返回NULL；
size_t fread(char* buf,size_t block_size,size_t block_count,FILE* fp);(緩衝區，塊大小，塊個數，文件流指針)；
size_t fwrite(char*data,size_t block_size,size_t block_count,FILE* fp);(數據首地址，塊大小，塊個數，文件流指針)；
- 注意：fread/fwrite操作的數據實際大小=塊大小*塊個數；（例：塊大小爲10，塊個數爲2，則需要寫入/讀取20個字節的數據）；
- 返回值：返回實際操作的塊個數；（例：讀取一個文件size爲10，count爲2，如果文件大小足夠則返回2，但是若文件大小隻有16個字節，則返回1，因爲第二塊沒有讀滿；fread如果讀到了文件末尾則會返回0）
- 如果讀取1000個字節，塊個數爲1，文件大小隻有512字節，雖然讀取了512個數據但是也會返回0
int fseek(FILE* fp,long offset,int whence);(將文件的讀寫指針從whence位置偏移offset個字節)- - - - -跳轉文件讀寫位置
int fclose(FILE* fp);- - - - - 關閉文件流指針，釋放資源
fread/fwrite的塊大小一般設定爲1，塊個數設爲想要操作的數據長度
fseek:文件沒有數據也可以跳轉到讀寫位置；
對文件數據進行字符串操作是時候要注意文件數據中\0這種數據
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
FILE *fp = NULL;
fp = fopen("./test.txt", "r+");
if (fp == NULL) {
perror("fopen error");//打印上一個系統調用接口的使用錯誤原因
return -1;
}
//fseek跳轉讀寫位置 SEEK_SET-從文件起始偏移 SEEK_CUR-從當前讀寫位置開偏移
//SEEK_END-從文件末尾偏移
fseek(fp, 10, SEEK_END); //將文件的讀寫位置偏移到末尾
//sizeof獲取的是一塊空間的大小 / strlen獲取的是字符串的長度遇到\0截止
char buf[] = "It's a fine day\0 today~~\n";
int ret = fwrite(buf, strlen(buf), 1, fp);//(數據，塊大小，塊個數，流指針);
if (ret == 0) {
perror("fwrite error");
return -1;
}
printf("write ret:%d\n", ret);
fseek(fp, 0, SEEK_SET);
char tmp[1024] = {0};
ret = fread(tmp, 1, 1023, fp);//在塊大小爲1情況下不會出現讀取到數據依然返回0的情況
if (ret == 0) {
printf("have no data or error\n");
}
printf("ret:%d-[%s]\n", ret, tmp);
fclose(fp);
return 0;
}
標準的IO接口（都是庫函數，而庫函數就是對系統調用接口的一層封裝）
系統調用IO接口的學習：open\read\write\seek\close
int open(char* filename,int flag,mode_t mode);
filename:要打開的文件名稱；
flag：選項參數，文件的打開方式，必選項/可選項
- 必選項（只能選擇其一）：O_WRONLY(只寫)；O_RDWR(讀寫)；O_TRUNC（打開文件的同時清空原有內容）；O_APPEND（追加寫，總是將數據寫入到文件末尾）。
- mode:權限，如果使用了O_CREAT有可能創建新文件，就一定要指定文件權限，八進制數字形式。
- 返回值：一個非負數，文件描述符，文件的操作句柄；失敗返回-1；
ssize_t write(int fd,char* buf,size_t count);
fd:open返回的文件描述符，文件操作句柄，通過這個fd指定要往那個文件寫入數據
buf:要寫入文件的數據的空間首地址
count：要寫入的數據大小
返回值：返回實際寫入文件的數據字節長度；失敗則返回-1
ssize_t read(int fd,char* buf,size_t len);
fd:open返回的文件描述符，文件的操作句柄；
buf:從文件中讀取數據放到哪個緩衝區中的首地址；
len:想要讀取的數據長度，注意這個len不能大於緩衝區的大小；
返回值：返回的是實際讀取到的數據字節長度，錯誤返回-1；
off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);
fd:open返回的文件描述符；
offset:偏移量；
whence：從哪開始偏移；SEEK_SET（文件起始位置），SEEK_CUR（文件當前讀寫位置），SEEK_END（文件末尾）；
返回值：成功返回當前位置相對於起始位置的偏移量；失敗返回-1；
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int fd = -1;
umask(0);//將當前進程的文件創建權限掩碼設置位0-僅當前進程有效
fd = open("./test.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0777);
if (fd < 0) {
perror("open error");
return -1;
}
lseek(fd, 10, SEEK_END);// 目的讀寫位置跳轉到文件末尾
char ptr[1024] = "hello world~\n";
int ret = write(fd, ptr, strlen(ptr));
if (ret < 0) {
perror("write error");
return -1;
}
printf("ret:%d\n", ret);
lseek(fd, 0, SEEK_SET);// 跳轉到文件的起始位置
char buf[1024] = {0};
ret = read(fd, buf, 1024);
if (ret < 0) {
perror("read error");
return -1;
}
printf("ret:%d-[%s]\n", ret, buf);
close(fd);
return 0;
}
int close(int fd);通過文件描述符關閉文件，釋放資源；
爲什麼打開一個文件，如果不操作一定要關閉，釋放資源？
答：因爲文件描述符實際上是有限的，若不關閉文件，文件描述符用光，則在進程中就打不開新文件了。
一個進程運行起來，進程會默認打開三個文件：標準輸入 0-stdin/標準輸出 1-stdout/標準錯誤 2-stderr;
文件描述符的分配原則：最小未使用；
print打印數據到標準輸出，close（1）是把標準輸出關閉了；打開新文件後，printf並沒有把數據打印出來，而是在刷新緩衝區之後，兩數據寫入到了文件中。
printf並非幀的一定要把數據寫入標準輸出文件，而是因爲printf函數中操作文件的時候操作的描述符是1。原本向1中寫入數據就是向標準輸出寫入，然後當1指向了新的文件後，這個printf就會將數據寫入到新的文件中重定向：將數據不再寫入原本的文件，而是寫入新的指定的文件中，實現方式就是替換這個描述符對應的文件描述信息。實際上是描述符的重定向，改變描述符所指向的文件，就是改變了數據的流向。
int dup2(int oldfd,int newfd);- - - - -描述重定向函數
功能：讓newfd這個描述符也指向oldfd所指向的文件，這時候oldfd和newfd都能夠操作oldfd所指向的文件。
**重定向實現原理**：每個文件描述符都是一個內核中文件描述信息數組的下標，對應有一個文件的描述信息用於操作文件，而重定向就是在不改變所操作的文件描述符的情況下，通過改變描述符對應的文件描述信息進而實現改變所操作的文件。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
//close(1);//關閉0號描述符-就是關閉了標準輸入
/*
umask(0);
int fd = open("./test.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0664);
if (fd < 0) {
perror("open error");
return -1;
}
dup2(fd, 1);//將1重定向到test.txt這個文件
printf("fd=%d\n", fd);
fflush(stdout);//刷新標準輸出緩衝區
close(fd);
*/
FILE *fp = fopen("./test.txt", "r+");
fp->_fileno = 1;//將文件流指針中的文件描述符改成標準輸出的描述符了
fwrite("hello world\n", 1, 12, fp);
fclose(fp);
}
在minishell中實現>/>>標準輸出重定向
>清空重定向open(O_CREAT|O_TRUNC);
>>追加重定向opend(O_CREAT|O_APPEND);
a.txt fd = open(a.txt);
dup2(fd,1); //子進程在運行指令的時候，ls本身要將數據寫入標準輸出
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{
while(1) {
//增加一個shell提示
printf("[san@minishell]$ ");
fflush(stdout);//刷新標準輸出緩衝區
//1. 等待標準輸入
char buf[1024] = {0};
fgets(buf, 1023, stdin);
buf[strlen(buf)-1] = '\0'; //buf[...]='\n'
//1.5 解析重定向
//ls -l > a.txt
char *ptr = buf;
int redirect_flag = 0;
char *redirect_file = NULL;
while(*ptr != '\0') {
if (*ptr == '>') {
redirect_flag = 1;//這是清空重定向
*ptr = '\0';//將>替換成結尾標誌，則命令的解析到此位置就完畢了
ptr++;
if (*ptr == '>') {//有第二個>則是追加重定向
redirect_flag = 2;
*ptr = '\0';
ptr++;
}
while(*ptr == ' ' && *ptr != '\0') ptr++;//將a.txt之前的空格走完
redirect_file = ptr;//redirect_file這個指針指向了a.txt中a的位置
while(*ptr != ' ' && *ptr != '\0') ptr++; // 將a.txt字符走完
*ptr = '\0';
}
ptr++;
}
//2. 對輸入命令數據進行解析
char *argv[32] = {NULL};
int argc = 0;
ptr = buf;
// [ ls -a -l ]
while(*ptr != '\0') {
if (*ptr != ' ') {
argv[argc] = ptr;
argc++;
while(*ptr != ' ' && *ptr != '\0') {
ptr++;
}
*ptr = '\0';
}
ptr++;
}
argv[argc] = NULL;//最後一個參數的下一個位置置NULL
//3. 創建子進程 4. 在子進程中程序替換
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
if (redirect_flag == 1) {//清空重定向
int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0664);
dup2(fd, 1);//將標準輸入重定向到redirect_file；原本要打印的數據就會被寫入文件
}else if (redirect_flag == 2){ // 追加重定向
int fd = open(redirect_file, O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND, 0664);
dup2(fd, 1);//將標準輸入重定向到redirect_file；原本要打印的數據就會被寫入文件
}
//execvp(char *file, char *argv[]) file--新程序名稱
execvp(argv[0], (char**)argv);//程序替換成功就去運行新程序了,32行以後就不會運行了
//能夠走到第33行，那麼肯定程序替換失敗了
perror("execvp error");//打印上一次系統調用接口使用的錯誤原因
exit(0);
}
//5. 進程等待
wait(NULL);
}
return 0;
}
文件描述符與文件流指針的關係：
文件描述符：是一個非負整數，系統調用的IO接口；在進程中每打開一個文件，都會創建有相應的文件描述信息struct file，這個描述信息被添加在pcb的struct files_struct中，以數組的形式進行管理，隨即向用戶返回數組的下標作爲文件描述符，用於操作文件。
文件流指針：FILE結構體，typedef struct _IO_FILE FILE - - - - -庫函數IO接口的操作句柄
通過文件流指針進行最終文件操作的時候，依然還要能夠找到文件對應的文件描述符纔可以，文件流指針是一個結構體，結構體中有很多的成員變量，其中有一個叫做_fileno- - -這就是文件描述符；
向文件寫入數據，並不會直接寫入文件，而是先寫入緩衝區中，刷新緩衝區的時候纔會寫入文件；（只有庫函數才存在這個緩衝區）。
系統調用接口是直接將數據寫入文件的，系統調用接口是沒有這個緩衝區的。
exit( )退出會刷新緩衝區，而_exit( )退出時不會刷新緩衝區。