标准流 stdin 和 stdout 在哪里创建？

Question

在 ANSI C 中，我们说输入由 (s/v/f)scanf 获取并存储在

stdin

中，当谈论输出时，我们会说

stdout

。不过我想知道它们在 Linux (Unix) 中的位置。它们驻留在特定文件夹下吗？或者它们（

stdin

/

stdout

）是任意的（也就是说，不存在这样的东西）？

Answer 1

它们是操作系统为您的进程创建的流。没有与它们关联的命名文件对象，因此它们在文件系统中没有表示，尽管正如 unwind 指出的那样，如果您的 UNIX 变体支持这样的东西，则可以通过伪文件系统访问它们。

Answer 2

stdin

是一个

FILE *

，指的是与文件描述符

0

相关联的 stdio（标准 io）结构。文件描述符是类 Unix 系统（例如 Linux）用来与应用程序讨论特定的类似文件的事物的东西。 （事实上，我很确定 Windows 也能做到这一点）。

文件描述符

0

可以指任何类型的 file，但为了有意义，它必须是可以调用

read

的文件描述符（它必须是常规文件、steam 套接字或为其打开的字符设备）读取或管道的读取端，而不是目录文件、数据报套接字或块设备）。

类 Unix 系统中的进程从类 Unix 系统中的父进程继承其打开文件描述符。因此，要运行一个将标准输入设置为父级标准输入之外的程序，您可以这样做：

 int new_stdin = open("new_stdin_file, O_RDONLY);
 pid_t fk = fork();
 if (!fk) { // in the child
     dup2(new_stdin, 0);
     close(new_stdin);
     execl("program_name", "program_name", NULL);
     _exit(127); // should not have gotten here, and calling exit (without _ ) can have
                 // side effects because it runs atexit registered functions, and we
                 // don't want that here
 } else if (fk < 0) {
      // in parent with error from fork
 } else {
     // in parent with no error so fk = pid of child
 }
 close(new_stdin); // we don't need this anymore

dup2

将第一个文件描述符参数复制为第二个（如果当前进程打开了第二个文件描述符参数，则在执行此操作之前关闭第二个文件描述符参数）。

fork

创建当前进程的副本。

execl

是

exec

函数系列之一，它使用

execve

系统调用将当前程序替换为另一个程序。

fork

和

exec

的组合是程序通常运行的方式（即使隐藏在其他函数中）。

在上面的示例中，我们可以运行新程序，并将 stdin 设置为管道、tty（串行端口/TeleTYpe）或其他几个东西的读取端。其中一些在文件系统中具有名称，而另一些则没有（例如某些管道和套接字，尽管有些在文件系统中确实有名称）。

Linux 使

/proc/self/fd/0

成为指向当前进程中以

0

打开的文件的符号链接。

/proc/%i/fd/0

、

pid

将使用

printf

语法表示任意 pid（进程 ID）到同一事物的符号链接。这些符号链接通常可用于在文件系统中查找真实文件（使用 readlink 系统调用），但如果文件实际上不存在于文件系统中，则链接数据（通常是文件名）只是一个字符串这告诉了一些关于该文件的信息。

我应该在这里指出，stdin (fd 0) 引用的文件，即使它位于文件系统中，也可能不只有一个名称。它可能有多个硬链接，因此它也有多个名称——每一个名称都与任何其他硬链接的名称一样。此外，如果自打开以来它的所有硬链接都是

unlinked

，那么它可能根本没有名称，尽管它的数据仍然存在于磁盘上，直到它的所有打开的文件描述符都被关闭。

如果您实际上不需要知道它在文件系统中的位置，而只是想要一些有关它的数据，您可以使用

fstat

系统调用。这就像

stat

系统调用和命令行实用程序，但已打开的文件除外。

我在这里所说的关于

stdin

(fd 0) 的所有内容都应该适用于 stdout (fd 1) 和 stderr (fd 2)，只不过它们都是可写的而不是可读的。

如果您想了解有关我提到的任何功能的更多信息，请务必通过键入以下内容在手册页中查找它们：

man fork

在命令行上。我提到的大多数函数都在手册页的第 2 部分中，但一两个可能在第 1 部分中，因此

man 2 fork

也可以工作，并且当命令行工具与函数具有相同名称时可能很有用。

Answer 3

在Linux中，一般可以通过

stdin

中的/proc文件系统找到

/proc/self/fd/0

，stdout为

/proc/self/fd/1

。

Answer 4

stdin

是标准输入 - 例如键盘输入。

stdout

是标准输出 - 例如，监视器。

欲了解更多信息，请阅读此。

Answer 5

如果你跑步：

./myprog < /etc/passwd

那么

stdin

在文件系统中作为

/etc/passwd

存在。如果你只是跑步

./myprog

在终端上交互，然后

stdin

存在于文件系统中，无论您的终端设备是什么（可能是

/dev/pts/5

或其他设备）。

如果你跑步

cat /etc/passwd | ./myprog

那么

stdin

是一个匿名管道，在文件系统中没有实例化，但是 Linux 允许您通过

/proc/12345/fd/0

获取它，其中

12345

是

myprog

的 pid。