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引言
cstdio文件是C++对stdio.h头文件的封装，Standard Input and Output Library，定义了一系列标准输入输出函数，包括文件操作(fopen/fclose等)，格式化打印(printf/scanf)等。 通过该文件的学习，我们能够洞悉一些底层机制的本质，同时，也能够学习了解这些函数的实现方式，接下来，我们就一一学习这些函数的源码。
代码参考：因为这个头文件是相对比较特殊的，我们没有再采取阅读AOSP源码中bionic代码的方式，取而代之，我们参考glibc中的源码，这也是linux环境下，使用最为广泛的C标准库。
glibc源码下载：www.gnu.org/software/li…
git clone https://sourceware.org/git/glibc.git
cd glibc
git checkout master
后文的源码阅读也都基于glibc代码的实现方式。
头文件位置
在glibc代码中搜索stdio.h,可以看到如下文件：
1 1 /home/sangyu/WorkSpace/Code/C++/glibc/include/bits/stdio.h <<<unknown>>>
2 1 /home/sangyu/WorkSpace/Code/C++/glibc/include/stdio.h <<<unknown>>>
3 1 /home/sangyu/WorkSpace/Code/C++/glibc/libio/bits/stdio.h <<<unknown>>>
4 1 /home/sangyu/WorkSpace/Code/C++/glibc/libio/stdio.h <<<unknown>>>
通过查看头文件的包含关系：
glibc/include/bits/stdio.h include glibc/libio/bits/stdio.h实现
glibc/include/stdio.h include glibc/libio/stdio.h实现
实际上，实现函数定义以及相关接口的是glibc/libio/stdio.h
类型定义与宏定义
stdio.h头文件中定义了后续即将用到的类型与宏定义。
类型定义
FILE类型---文件流对象
/glibc/libio/bits/types/FILE.h，发现了FILE的实际定义_IO_FILE，继续进行追踪
4 struct _IO_FILE;
5
6 /* The opaque type of streams. This is the definition used elsewhere. */
7 typedef struct _IO_FILE FILE;
/glibc/libio/bits/types/struct_FILE.h中最终定义了_IO_FILE，其中的数据类型分为以下几类：
- int _flags:用于控制文件流的访问权限（如读写执行，注意高位被_IO_MAGIC占用，剩余位用来表示flags）
- streambuf控制的：用于标识当前读写位置，buffer大小等。
- char *_IO_read_ptr：当前读取的指针
- char *_IO_read_end：get区域的末尾
- char *_IO_read_base：putback+get区域的开始
- char *_IO_write_base：put区域的开始
- char *_IO_write_ptr：当前写入的指针
- char *_IO_write_end：put区域的末尾
- char *_IO_buf_base：剩余数据的开始
- char *_IO_buf_end：剩余数据的末尾
- 备份和回退控制的：用于文件备份和回退控制的指针
- char *_IO_save_base：非当前get区域的开始位置
- char *_IO_backup_base：备份区域第一个合法字符
- char *_IO_save_end：非当前get区域的末尾位置
- struct _IO_marker *_markers:记录buffer中的位置(后面查看源码分析)
- struct _IO_FILE *_chain:指向链接的下一个_IO_FILE对象
- int _fileno：file的number
- int _flags2：扩展flags
- __off_t _old_offset:旧版的offset，最终定义为(long int,32位)
- unsigned short _cur_column：当前列
- signed char _vtable_offset：vtable表的偏移
- char _shortbuf[1]：只存储一个字符的buffer
- _IO_lock_t *_lock:访问IO锁 注意：这里针对旧版的IO_FILE做了兼容，下面是新版增加的内容
- __off64_t _offset：64位offset(定义为__int64_t,64位)
- 针对宽字符的处理buff
- struct _IO_codecvt *_codecvt:字符转换
- struct _IO_wide_data *_wide_data：宽数据
- struct _IO_FILE *_freeres_list：剩余的_IO_FILE list
- size_t __pad5：对齐信息
- int _mode：mode信息
- char _unused2[15 * sizeof (int) - 4 * sizeof (void *) - sizeof (size_t)]：预留位置保证追加部分是16个(加上int _mode)sizeof(int)对齐的。
46 /* The tag name of this struct is _IO_FILE to preserve historic
47 C++ mangled names for functions taking FILE* arguments.
48 That name should not be used in new code. */
49 struct _IO_FILE
50 {
51 int _flags; /* High-order word is _IO_MAGIC; rest is flags. */
52
53 /* The following pointers correspond to the C++ streambuf protocol. */
54 char *_IO_read_ptr; /* Current read pointer */
55 char *_IO_read_end; /* End of get area. */
56 char *_IO_read_base; /* Start of putback+get area. */
57 char *_IO_write_base; /* Start of put area. */
58 char *_IO_write_ptr; /* Current put pointer. */
59 char *_IO_write_end; /* End of put area. */
60 char *_IO_buf_base; /* Start of reserve area. */
61 char *_IO_buf_end; /* End of reserve area. */
62
63 /* The following fields are used to support backing up and undo. */
64 char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */
65 char *_IO_backup_base; /* Pointer to first valid character of backup area */
66 char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */
67
68 struct _IO_marker *_markers;
69
70 struct _IO_FILE *_chain;
71
72 int _fileno;
73 int _flags2;
74 __off_t _old_offset; /* This used to be _offset but it's too small. */
75
76 /* 1+column number of pbase(); 0 is unknown. */
77 unsigned short _cur_column;
78 signed char _vtable_offset;
79 char _shortbuf[1];
80
81 _IO_lock_t *_lock;
82 #ifdef _IO_USE_OLD_IO_FILE
83 };
84
85 struct _IO_FILE_complete
86 {
87 struct _IO_FILE _file;
88 #endif
89 __off64_t _offset;
90 /* Wide character stream stuff. */
91 struct _IO_codecvt *_codecvt;
92 struct _IO_wide_data *_wide_data;
93 struct _IO_FILE *_freeres_list;
94 void *_freeres_buf;
95 size_t __pad5;
96 int _mode;
97 /* Make sure we don't get into trouble again. */
98 char _unused2[15 * sizeof (int) - 4 * sizeof (void *) - sizeof (size_t)];
99 };
_IO_marker定义为包含下一个_IO_marker指针，指向当前的FILE* _sbuf，以及标识的位置_pos。
104 /* A streammarker remembers a position in a buffer. */
105 struct _IO_marker {
106 struct _IO_marker *_next;
107 FILE *_sbuf;
108 /* If _pos >= 0
109 it points to _buf->Gbase()+_pos. FIXME comment */
110 /* if _pos < 0, it points to _buf->eBptr()+_pos. FIXME comment */
111 int _pos;
112 };
_IO_lock_t定义包含int lock; int cnt; void *owner;lock用来指定锁，cnt记录访问数量，owner执向对应的IO。
typedef struct { int lock; int cnt; void *owner; } _IO_lock_t;
fpos_t类型---file特定位置的类型
根据具体的offset位数进行定义
82 /* The type of the second argument to `fgetpos' and `fsetpos'. */
83 #ifndef __USE_FILE_OFFSET64
84 typedef __fpos_t fpos_t;
85 #else
86 typedef __fpos64_t fpos_t;
87 #endif
88 #ifdef __USE_LARGEFILE64
89 typedef __fpos64_t fpos64_t;
90 #endif
对应查看glibc/libio/bits/types/__fpos_t.h，区别__fpos64_t中__pos被定义为__off64_t __mbstate_t是转换状态信息，包括一个__count信息和__value信息(union结构体进行uint32位到4个字符char的转换)
7 /* The tag name of this struct is _G_fpos_t to preserve historic
8 C++ mangled names for functions taking fpos_t arguments.
9 That name should not be used in new code. */
10 typedef struct _G_fpos_t
11 {
12 __off_t __pos; //32位偏移，long int
13 __mbstate_t __state;
14 } __fpos_t;
10 typedef struct _G_fpos64_t
11 {
12 __off64_t __pos;//64位偏移，int_64t
13 __mbstate_t __state;
14 } __fpos64_t;
//glibc/wcsmbs/bits/types/__mbstate_t.h
8 #ifndef __WINT_TYPE__
9 # define __WINT_TYPE__ unsigned int
10 #endif
11
12 /* Conversion state information. */
13 typedef struct
14 {
15 int __count;
16 union
17 {
18 __WINT_TYPE__ __wch;
19 char __wchb[4];
20 } __value; /* Value so far. */
21 } __mbstate_t;
size_t类型---unsigned int类型
这个就不需过多解释了，#define size_t unsigned int
