Linux中如何理解一切皆文件

根据之前的学习我们会有一些少许的疑惑，我们的stdin ，stdout，stderr访问的是键盘显示器，然而键盘显示器等他们都有一个共同的特点就是他们都是外设，那么这些外设是怎么被看成是文件的呢？

看图可以知道硬件的上一层链接着一个驱动程序，操作系统通过构建一个struct device 的结构体来描述这一类的外设：

然后每个外设都有一个device这样的结构体对象，操作系统通过链表把这些device连接起来：所以操作系统对设备的管理转化成了对数据结构的增删查改：

然后device中的属性则是由外设的驱动来初始化：

这样将外设结合起来，可以看到他们的属性类别都是一样的，值可以不同，但是IO的方法是不同的，读键盘就是读键盘，读显示器就是读显示器，他们没有任何关系

我们拿键盘举例子，键盘目前只有读取方法，但是没有写方法，往键盘里写东西感觉都是不太对的，所以把写键盘设置为空方法，其他的类推：

可以看到，他们的方法虽然不一样，但是他们都需要有读写，所以在操作系统启动的时候就会创建struct file对象，里面包含了相关文件相关属性等等我们不关心，重点是file里含有两个函数指针，那两个函数指针分别指向外设的read和write方法：

可以看到用函数指针屏蔽了文件硬件的差异

从file的角度来看我们要读写外设，我们就不关心下面的蓝色字体实现的方法，然后从file的角度往上看，我们访问外设，就只关心外设的读和写，甚至不用关系底层的设备是什么，file会自动帮我们找到对应的设备读写。

所以，相当于在操作系统中对外设做了一层封装，让我们看到的一切皆文件：

这一套机制在Linux当中叫vfs（虚拟文件系统）

其中实现这一机制就类似于c++中多态：

之不过c面向过程写的方式不一样。

所以系统是通过什么方式来让我们看到struct file的呢？是通过文件描述符来让进程看到struct file的