Linux高级I/O函数 dup, dup2, dup3
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dup()
如何把标志输入（stdin）重定向到一个文件，或者把标志输出（stdout）重定向到一个网络连接（sockfd）？
可以用系统调用dup或dup2。
#include <unistd.h> int dup(int oldfd); int dup2(int oldfd, int newfd); dup() 创建一个新fd，和原有fd指向相同的文件、管道或网络连接。dup()返回的文件描述符总是取系统当前可用最小整数值。
示例1
将fd2重定向到fd1。然后，从键盘接收输入，并将内容写入fd2所指文件
#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int fd = open(test.txt, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, 0774); if (fd < 0) { perror(open error); exit(-1); } int fd2 = dup(fd); if (fd2 < 0) { perror(dup error); exit(-1); } printf(fd = %d, fd2 = %d\n, fd, fd2); // 通常fd = 3, fd2 = 4, 因为0,1,2分别为标准输入、标准输出、标准错误 char buf[128]; ssize_t n; /* 从键盘接收输入并写入fd2所指文件 */ while (( n = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf))) > 0) { if (write(fd2, buf, static_cast<size_t>(n)) < 0) { printf(Write error!\n); exit(-1); } } return 0; } dup2()
dup2和dup类似，区别在于：
- dup2可以用参数newfd指定新文件描述符的值。
- 如果newfd已经被使用，则系统会将newfd所指文件关闭；如果newfd等于oldfd，则直接返回newfd，而不关闭newfd所指文件。
- dup2复制的文件描述符与原来的文件描述符共享各种文件状态，共享所有的锁定、读写位置、各种权限及flags等，但不包括close-on-exec。
成功调用，则返回新创建的文件描述符；失败返回-1，错误保存到errno。
dup2(oldfd, newfd)结果等价于
close(oldfd); int fd = fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd); 示例2
在dup基础上，做1个小改动：将dup2的newfd指定为fileno(stderr)，即值2。可以看到，fd2重定向到了原来stderr所指文件描述符2，而原来的stderr（标准错误）将关闭，而不再能输出错误信息。
#include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int fd = open(test.txt, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, 0774); if (fd < 0) { perror(open error); exit(-1); } int fd2 = dup2(fd, fileno(stderr)); // 2 if (fd2 < 0) { perror(dup error); exit(-1); } printf(fd = %d, fd2 = %d\n, fd, fd2); // fd = 3, fd = 2 fprintf(stderr, test stderr\n); char buf[128]; ssize_t n; /* 从键盘接收输入并写入fd2所指文件 */ while (( n = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf))) > 0) { if (write(fd2, buf, static_cast<size_t>(n)) < 0) { printf(Write error!\n); exit(-1); } } return 0; } dup3()
还有一个系统调用dup3，类似于dup2，区别在于：
- 调用者可以强制为新创建的文件描述符指定close-on-exec标志（open搭配O_CLOEXEC，fcntl搭配FD_CLOEXEC）
- 如果oldfd等于newfd，调用失败，报错EINVAL。
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include <fcntl.h> /* Obtain O_* constant definitions */ #include <unistd.h> int dup3(int oldfd, int newfd, int flags); 示例3
在示例1基础上做下改动：判断fd添加O_CLOEXEC后的选项值，然后清除。对比单独为fd添加FD_CLOEXEC选项，和由dup3指定O_CLOEXEC选项，得到的文件描述符的选项差异。
可以看到，dup3指定O_CLOEXEC选项，跟fcntl指定O_CLOEXEC选项的效果是一样的。
int main() { int fd = open(test.txt, O_CREAT | O_RDWR | O_TRUNC, 0774); if (fd < 0) { perror(open error); exit(-1); } /* 获得fd的初始flags, 然后添加FD_CLOEXEC选项, 最后清除FD_CLOEXEC选项 */ int flags0 = fcntl(fd, F_GETFD); printf(primary flags of fd is %d\n, flags0); fcntl(fd, F_SETFD, flags0 | FD_CLOEXEC); int flags1 = fcntl(fd, F_GETFD); printf(After adding FD_CLOEXEC, flags of fd is %d\n, flags1); flags1 = fcntl(fd, F_SETFD, flags0); printf(Restore FD_CLOEXEC(cleared), flags of fd is %d\n, flags1); int fd2 = dup3(fd, fileno(stderr), O_CLOEXEC); // 2 if (fd2 < 0) { perror(dup error); exit(-1); } printf(fd = %d, fd2 = %d\n, fd, fd2); // fd = 3, fd = 2 flags1 = fcntl(fd2, F_GETFD); printf(flags of fd2 is %d\n, flags1); char buf[128]; ssize_t n; /* 从键盘接收输入并写入fd2所指文件 */ while (( n = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf))) > 0) { if (write(fd2, buf, static_cast<size_t>(n)) < 0) { printf(Write error!\n); exit(-1); } } return 0; }