Bash 输入输出缓冲区

Posted 2023-01-06 17岁boy想当攻城狮

最近在研究Linux内核，发现早期的Linux内核里的Configure脚本（也就是make config）是shell写的，使用Bash作为解释器，在Make里的config的规则调用有一段非常有意思的写法：

/bin/bash Configure < config.in

Configure是Linux内核自己的内核语言解析脚本，主要用来生成autoconfig.h这个宏配置文件的，我解析了一下它的源代码，主要的调用在这里：

while IFS='@' read raw_input_line

这里它用了read命令，read是从输入缓冲区里读取内容，而bash这段调用：<，这个符号在unix里是IO重定向符，它会将config.in文件里的内容重定向到bash里去，也就是重定向到bash的输入缓冲区里了，所以在使用read命令进行读取，read命令每次会从输入缓冲区里读取一行，每次读取一行后会将指针移动到下一行，读取到的内容会保存到raw_input_line变量里，然后进行解析并生成对应的宏

而里面的IFS变量是分隔符，用来控制其它代码的分割读取的，这里可以忽略掉

通俗易懂的来说调用bash时可以使用<来对bash设置stdin，标准输入缓冲区。

其实<是shell里面重定向流的符号，同时也有>符号，大多数情况下我们常用的是>

echo test > tt.txt

用来将标准输出即stdout重定向到tt.txt里，同理也可以使用<符号将标准输入重定向到某个文件里，这样我们调用一些从stdin读取的命令或者函数时都会从这个文件里进行读取

stdout、stdin这两个缓冲区都是平台提供的，取决于你的运行平台，比如你是在shell上面执行的程序，那么由shell提供这两个缓冲区，如果是CMD那么就是CMD提供这两个缓冲区

对于C语言程序来说仍然如此：

#include <stdio.h>
  
int main() 

        char test[256] = 0;
        scanf("%s", test);
        printf("%s\\n", test);

执行：

./a.out < tt.txt

运行时会发现scanf并没有阻塞等待我们输入，而是直接从tt.txt文件里读取了一行，打印结果就是：

test

scanf会在stdin指针指向的缓冲区里判断是否有内容，并以/n/r这些符号作为换行符来判断结尾

并且还需要值得注意的是，缓冲区是以文件内存映射的方式提供给应用程序的，也就是将文件读取到内存里，并将stdin指针指向这块内存，你对它进行的一切修改不会被保存到实际的文件里去。

同时stdin还带有成员变量：

stdin->_I0_read_ptr

stdin->_I0_read_end

当我们每次读取之后，都会将_I0_read_ptr指针进行挪移，挪移到读取的末尾，这取决于scanf、read这些函数的具体实现，这也就是为什么当进行文件重定向为stdin之后每次读取时都会读取到下一行的原因所在，当_I0_read_ptr与_I0_read_end进行重叠时也就是读取到了末尾，那么IO函数将会对缓冲区进行清空，也就是全部置0并将_I0_read_ptr挪移到首地址里去。