FreeBSD系统编程(5)

译者：horseman
(多谢我的同事HUGH CHEN翻译5.6,5.7跟部分5.4,5.5段落)
本章示范（示例）代码：
http://www.khmere.com/freebsd_book/src/05/index.html
5.1  基本输入输出
一般来说，Unix信奉简单设计的哲理。"一切都是文件"是个很强大的特征－－这就意味着你所编辑的文本文件具有和调制解调器、打印机或网卡相同的编程接口,就像编辑文本文件一样，你应该能够对它们（被编辑文件）执行基本的读、写操作等等。尽管这个想法现行的实现不完美，BSD Unix实际上做到非常接近了,这也正是BSD又一个强大的地方－－简洁而优雅。有些不是真实的文件而是设备，它们的入口在/dev目录下，有些设备只能用于特殊的操作，如块的读、写，一个极端的例子是以太网设备，甚至它(以太网设备)在FreeBSD 5之前在/dev下面没有入口。
操作系统看待每件事都像文件，一个好的示范是Plan 9，Plan 9用文件实现一切，甚至以太网和网络协议；更详细的信息可以参考Plan 9的主页
http://www.cs.bell-labs.com/plan9dist/
一般来说，文件是计算机上数据最基本、最初级的表现形式，本质上是数据一位一位的线性序列。当用exec命令执行编译过的程序时，系统将把二进制文件读入内存，代码将在分配到内存地址空间后被执行,程序被定位在什么位置跟exec命令有关，它可以在软磁盘，硬盘，光驱，甚至是加载的另一半还分布在世界其他角落的网络文件系统上;跟基于网络链路发送数据一样，内容被顺序地一位一位地读入。当一个程序发送数据的时候，数据本身是一位一位的线性序列，有些时候叫做“流”，程序不关心它是否基于网络链路发送数据，它仅仅写数据；这两种最基本的操作，读跟写，是计算鸡用到的最多的。
本章将涉及最基本的I/O子系统跟进程资源。
5.2  基本输入输出
UNIX进程打开文件的时候，会保存文件描述符的参考值，该值是一个整数，不论何时在UNIX系统上创建一个进程，都会给它3个文件描述符：
    0   标准输入
    1   标准输出
    2   标准错误
这些值能够用于描述终端、文件的读写，甚至设置其他进程的描述。使shell重定向, cat /etc/hosts >> hosts.out, shell将打开文件hosts.out并且将cat /etc/hosts做为自己的参数执行。不管怎样，当cat进程写到标准输出后(1)，结果不会被tty得到，而是输出到hosts.out文件。（cat程序根本不知道写入了文件系统的文件，还是写入到标准输出的文件描述符，我们将在这章的后面一点看到究竟是怎么实现的）
最基本的两个操作描述符是Open和Close函数
Open函数

int     open(const char *path, int flags, /*  mode */ );,成功地调用这个函数后,Open函数将返回文件及参数的描述符，这个整型描述符在进程文件描述表内生成索引。该描述符的结构能够让内核知道如何操作这个文件。在BSD上，这个结构叫做filedesc，并且能够在/usr/include/sys/filedesc.h这个头文件中找到。当进程要在这个描述符上执行一些操作的时候，它将要求文件描述符为读、写、可执行操作指定一个整数值。
内核保存了所有文件描述符的基准值,这些基准值将在时进程打开、复制它或者已经处于打开状态的文件描述符执行exec调用、跨越fork的过程中增加。当这个参考值为0的时候，文件关闭。意思是，如果你有一个程序执行fork或者exec调用，并且close-on-exec位没有指定，基准值将增加；并且当一个新的程序执行了fork或者exec调用，基准值将继续增加。所以文件一直处于打开状态，直到基准值被设置为0，或者直到所有的进程关闭它，或者退出。

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