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：https://www.gnu.org/software/libc/libc.html
git clone https://sourceware.org/git/glibc.gitcd glibcgit checkout master
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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>>>
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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;
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/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 };
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_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 >= 0109 it points to _buf->Gbase()+_pos. FIXME comment */110 /* if _pos < 0, it points to _buf->eBptr()+_pos. FIXME comment */111 int _pos;112 };
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_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;
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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
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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;
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size_t 类型---unsigned int 类型
这个就不需过多解释了，#define size_t unsigned int
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