Glibc中stdio.c内FILE*代码及&运算符、_IO_2_1_stdin_含义解析

以下是Glibc源码中stdio.c内的一段代码：

#include "stdio.h"

#undef stdin
#undef stdout
#undef stderr
FILE *stdin = (FILE *) &_IO_2_1_stdin_;
FILE *stdout = (FILE *) &_IO_2_1_stdout_;
FILE *stderr = (FILE *) &_IO_2_1_stderr_;

1. 代码中FILE*行的含义 #

这三行是在重新绑定C程序的三个标准流全局指针：

• FILE*是C标准库定义的文件流结构体指针类型，stdin/stdout/stderr是程序启动时默认打开的三个标准流的入口指针。
• 先通过#undef取消头文件中可能存在的宏定义（避免命名冲突），再把这三个指针指向Glibc内部实现的标准流底层实例。

2. 最后三行中&运算符的作用 #

这里的&是取地址运算符，用来获取_IO_2_1_stdin_等变量在内存中的地址，再通过(FILE *)强制类型转换后，把这个地址赋值给对应的FILE*指针变量，让stdin等指针能指向底层的流管理结构体。

3. _IO_2_1_stdin_是什么？它是文件吗？ #

_IO_2_1_stdin_不是磁盘上的物理文件，而是Glibc内部实现的标准输入流管理结构体实例：

• 在Glibc的IO系统中，每个文件流（包括标准流）都需要一个内存结构体来管理缓冲区、关联的操作系统文件描述符、流状态等信息，_IO_2_1_stdin_就是专门对应标准输入的这个结构体实例，_IO_2_1_stdout_、_IO_2_1_stderr_则分别对应标准输出和标准错误。
• 它对接操作系统的标准输入文件描述符（通常是0），是C程序能通过stdin操作标准输入的底层支撑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lokeshwar Reddy