Linux学习笔记:什么是文件描述符

文件描述符 fd (file descriptor)

C语言的文件接口

当时学习C语言的时候,学习了文件接口
具体可以查看之前的文章: 链接:C语言的文件操作 http://t.csdnimg.cn/H6oAH
举例:

 #include

int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "w");  //以只写的方式打开/创建文本文件
	if (pf == NULL)   //判定是否打开成功，当打开文件失败时，fopen函数会返回空指针
	{
		perror("fopen"); 
		return 1;
	}
	// 写文件

	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL; //用完指针后置空

	return 0;
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

而文件的打开方式及意义是重点：

但是上面的接口,只是单纯的C语言写出来对文件进行调用和操作的
而对文件(即磁盘)进行操作的权力实际上只有操作系统,实际上C语言是封装了操作系统的系统调用

FILE 是一个C语言提供的结构体类型

文件的系统调用

上面讲到,C语言的文件操作函数实际上是封装了系统调用,实际上调用的就是open函数;

参数解析:
 pathname: 要打开或创建的目标文件
 flags: 打开文件时，可以传入多个参数选项，用下面的一个或者多个常量进行“或”运算，构成flags。
 
参数:
 O_RDONLY: 只读打开
 O_WRONLY: 只写打开
 O_RDWR : 读，写打开
 这三个常量，必须指定一个且只能指定一个
 
 O_CREAT : 若文件不存在，则创建它。需要使用mode选项，来指明新文件的访问权限
 
 O_APPEND: 追加写
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

返回值:
	打开成功,返回对应的文件描述符
	打开失败,返回 -1
1
2
3

可以看到,open函数的返回值是一个int类型,这个返回值就是操作系统想要得到的文件描述符

什么是文件描述符,文件描述符为什么是int类型?

在操作系统中,每个进程都可能会打开多个文件,那么操作系统就需要对这些多个文件进行管理,因此操作系统会在这个进程的PCB中创建一个专门管理文件的结构体struct files_struct *files,而这个结构体中又包含了一个结构体指针数组,这个数组的下标就是文件描述符
如图:

而我们所知道的文件描述符,实际上就是对文件管理pcb中文件描述符结构体指针数组这个数组的下标,让操作系统明白我们调用的是这多个文件中的哪一个文件

为什么新打开的文件的文件描述符不是从0开始?

因为Linux下一切皆文件,因此每当创建一个进程的时候,操作系统默认会打开三个文件:

1. 标准输入(stdin) 键盘 (描述文件符 0)
2. 标准输出(stdout) 显示器 (描述文件符 1)
3. 标准错误(stderr) 显示器 (描述文件符 2)

这三个文件占用了文件描述符数组的前三位,因此每当我们创建一个进程后,打开的每一个文件的文件描述符都是从3开始的

因此,各种语言 如C/C++,Java,python 等等,对文件的操作基本都是对系统调用函数open 进行的封装,因为操作系统与语言无关,无论什么语言,想要在操作系统下跑起来,那就得遵守这个操作系统的规矩,而文件调用这里的规矩,就是去封装open这个系统调用!