系统级IO
本章核心：
如何使用IO接口来统一的处理”主存”和”外部设备”的数据转换
为什么要学习Unix I/O？
- 理解其他系统概念：譬如了解I/O和进程（fork）的关系
- 除了 Unix I/O 外 ，别无选择
UNIX I/O
什么是文件
一个Unix文件是一个字节序列，所有的外部IO设备（网络、磁盘、终端）都被映射为文件
什么是Unix I/O？它的定义有什么意义？
Unix I/O是内核提供一系列接口，使得对所有这些设备的访问都是以文件的方式的进行：
- 打开文件：一个应用程序通过要求内核打开相应的文件，内核将返回一个非负整数，称为描述符，记录打开文件的所有信息：标准输入（描述符0）、标准输出（描述符1）、标准错误（描述符2）
- 改变当前文件位置：内核保持一个文件的位置k，初始为0，表示从文件开始处偏移的字节数。通过seek操作。
- 读写文件：读操作就是从文件拷贝n个字节到存储器，如果是从k处开始，就是拷贝k+n为止。文件的大小为m，如果k≥m就会触发（EOF），所有就不需要明确的EOF字符了。写操作就是从存储器拷贝n个字节到文件当前位置k处。
- 关闭文件：内核释放打开文件时创建的数据结构，释放所有的存储器资源。
文件
如何区分文件在系统中的角色？
type:
- 普通文件：可以分为文本文件和二进制文件。文本文件是只含有ASCII或Unicode的普通文件，其余是二进制文件。
- 目录：是包含一组链接的文件
- 套接字：用来与另一个进程进行跨网络通信的文件
文件和进程的关系？
进程上下文中都有一个当前工作目录
打开和关闭文件
打开文件：
- filename：是文件名
- flags：访问方式，O_RDONLY|O_WRONLY|O_RDWR;
- mode：访问权限
关闭文件：
读写文件
读和写文件：
什么是不足值？
有时候传送的字节会比要求的少，实际上的传送字节就是不足值
哪些情况会返回不足值？
- 遇到EOF
- 从终端读文本行，不足值等于输入的文本行
- 读写套接字，网络延迟导致
实际上，除了EOF，当读写取磁盘文件时，将不会遇到不足值，容易出现不足值的情况往往出现在读写网络套接字的时候。
RIO
什么是RIO？有什么用？
Robust健壮的:Unix IO的包装，增强其功能：
- 处理除EOF和Error之外的不足值（通过不足时循环读写）
- 使用缓冲来增强读写性能（通过缓存）
不带缓冲：
带缓冲：
rio_t是一个结构体：
rio_readinitb是初始化：
读取文件的元数据
什么是元数据？
文件元数据是指文件本身的一些信息，包含：访问模式、大小和创建时间：
可以通过以下指令来判断类型：
读取目录内容
共享文件
系统如何记录打开的文件？
- 描述符表：每个独立的进程1张，指向一打开的文件表；
- 文件表：包括打开文件位置，引用数量，以及一个指向元数据的v-node指针；
- v-node表：包含stat结构的大部分信息；
文件是如何被共享的？
如果共享文件位置（读写），则指向同一文件表项
如果只是共享同一文件，则指向不同文件表项，同一“v-node”表项
如何理解fork后的文件共享？
I/O重定向
什么是重定向？
修改描述符表项的指向
如何将磁盘文件和标准输入输出联系起来？
dup2(4,1)
描述符1默认是标准输出，描述符4是其他文件
标准I/O
标准IO是C提供的一套高级输入输出的函数
和RIO、Unix IO的对比
标准I/O是双工，因此在读写转换的时候需要修改文件位置
综合
如何选择I/O包？
尽可能使用标准IO
由于标准IO使用lseek来修改文件位置以实现双工，但是由于lseek对套接字是非法的，所以标准IO无法用于套接字IO
