Linux文件系统—

Linux文件系统——重定向

news2025/1/16 13:57:10

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文章目录

1. 文件描述符分配规则
2. 重定向接口
dup2
自定义shell重定向(补充)

3. 标准输出和标准错误
4. 如何理解一切接文件

本章代码gitee地址：文件重定向

1. 文件描述符分配规则

文件描述符的分配规则是从0下标开始，寻址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。

我们来看一个现象：

#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()
{
  close(1);
  int fd = open(filename,O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC,0666);
  if(fd < 0)
  {
    perror("open");
    return 1;
  }

  const char *str = "hello linux\n";
  int cnt = 5;
  while(cnt--)
  {
    write(1,str,strlen(str));
  }
  close(fd);
  return 0;
}

这段代码本应该是想1号文件描述符写入，也就是向显示屏输出信息。我们将这个1号文件描述符指向的显示器文件关闭了，运行结果没有显示出来，这个符合预期。可是，我们发现原本应该向显示器文件写入的内容，却写进了log.txt这个文件。

这个过程就叫做——输出重定向。

我们将1号文件描述符关闭，将进程与显示器对应的关联关系去掉。这个1号位置就空出来了，然后我们重新打开一个文件，那么正好1号文件描述符指向的内容是空的，然后就与该文件建立关联关系，所以内容写入这个文件

2. 重定向接口

如果我们想将某个内容重定向，其实不需要我们自己每次都手动关闭某个文件描述符，再去覆盖，系统为我们还提供了一些接口。

dup2

man 2 dup2

这里的并不是拷贝文件描述符，因为文件描述符只是一个数组的下标，本质上拷贝的是文件描述符指向的内容

#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()
{
  //close(1);
  int fd = open(filename,O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC,0666);
  if(fd < 0)
  {
    perror("open");
    return 1;
  }
  dup2(fd,1);
  close(fd);
  const char *str = "hello linux\n";
  int cnt = 5;
  while(cnt--)
  {
    write(1,str,strlen(str));
  }
  //close(fd);
  return 0;
}

我们这里就能看到，原本应该向显示器文件输出的内容，重定向到了log.txt文件当中。

重定向的本质就是将文件描述表当中的文件地址做拷贝。

自定义shell重定向(补充)

有了这些知识原理，就能写出自己的重定向代码

不了解的可以查看这篇文章——Linux实现简易shell

#define NONE -1
#define IN_RDIR 0
#define OUT_RDIR 1
#define APPEND_RDIR 2
char *rdirfilename = NULL;
int redir = NONE;

void check_redir(char *cmd)
{
  char *pos = cmd;
  while(*pos)
  {
    if(*pos == '>')
    {
      if(*(pos+1) == '>')
      {
        *pos++ = '\0';
        *pos++ = '\0';
        while(isspace(*pos))  pos++;
        rdirfilename = pos;
        redir = APPEND_RDIR;
        break;
      }
      else
      {
        *pos++ = '\0';
        while(isspace(*pos))  pos++;
        rdirfilename = pos;
        redir = OUT_RDIR;
        break;
      }
    }
    else if(*pos == '<')
    {
      *pos++ = '\0';
      while(isspace(*pos))  pos++;
      rdirfilename = pos;
      redir = IN_RDIR;
      break;
    }
    else
    {
      //不改变
    }
    pos++;
  }
}

void normalExcute(char *_argv[])
{
  pid_t id = fork();
  if(id < 0)
  {
    perror("fork fail");
    return; 
  }
  else if(id == 0)
  {
    //判断是否重定向
    int fd = 0;
    if(redir == IN_RDIR) //输入重定向
    {
      fd = open(rdirfilename,O_RDONLY);
      dup2(fd,0);
    }
    else if(redir == OUT_RDIR) //输出重定向
    {
      fd = open(rdirfilename,O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC,0666);
      dup2(fd,1);
    }
    else if(redir == APPEND_RDIR)  //追加重定向
    {
      fd = open(rdirfilename,O_CREAT|O_WRONLY|O_APPEND,0666);
      dup2(fd,1);
    }
  
    //子进程执行命令
    //execvpe(_argv[0],_argv,environ);  //直接程序替换
    execvp(_argv[0],_argv);   //直接替换程序
    exit(EXIT_CODE);  //替换失败的退出码
  }
  else
  {
    //父进程等待子进程退出
    int status = 0;
    pid_t rid = waitpid(id,&status,0);  //阻塞等待
    if(rid == id)
    {
      lastcode = WEXITSTATUS(status);
    }
  }
}

这里的重定向并不会影响到之后的程序替换

因为这里的进程结构体或者是文件结构体，都是属于内核的数据结构，而我们的程序替换是由程序地址空间通过页表来进行一个替换，这也将程序替换和重定向工作进行了解耦

3. 标准输出和标准错误

标准输出stdou和标准错误stderr都是显示器文件输出内容，那他们这两个有什么区别呢

#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 stdout\n");
  fprintf(stdout,"hello stdout\n");
  fprintf(stdout,"hello stdout\n");


  fprintf(stderr,"hello stderr\n");
  fprintf(stderr,"hello stderr\n");
  fprintf(stderr,"hello stderr\n");
  return 0;
}