dup dup2与重定向(总结)
dup和dup2函数
#include <unistd.h>
int dup(int filedes);
int dup2(int filedes,int filedes2); //两函数的返回值:若成功则返回新的文件描述符，若出错则返回-1
由dup返回的新文件描述符一定是当前可用文件描述符中的最小数值。用dup2则可以用filedes2参数指定新描述符的数值。
如果filedes2已经打开，则先将其关闭。如果filedes等于filedes2，则dup2返回filedes2，则不关闭它。
一、重定向问题:
下面是一个例子程序：
#define TESTSTR "Hello dup2\n"
int main() {
int fd3;
fd3 = open("testdup2.dat", 0666);
if (fd < 0) {
printf("open error\n");
exit(-1);
}
if (dup2(fd3, STDOUT_FILENO) < 0) {
printf("err in dup2\n");
}
printf(TESTSTR);
return 0;
}
其结果就是你在testdup2.dat中看到"Hello dup2"。
二、重定向后恢复
CU上有这样一个帖子，就是如何在重定向后再恢复原来的状态？首先大家都能想到要保存重定向前的文件描述符。那么如何来保存呢，象下面这样行么？
int s_fd = STDOUT_FILENO;
int n_fd = dup2(fd3, STDOUT_FILENO);
还是这样可以呢？
int s_fd = dup(STDOUT_FILENO);
int n_fd = dup2(fd3, STDOUT_FILENO);
这 两种方法的区别到底在哪呢？答案是第二种方案才是正确的，分析如下：按照第一种方法，我们仅仅在"表面上"保存了相当于fd_t（按照我前面说的理解方 法）中的index，而在调用dup2之后，ptr所指向的文件表项由于计数值已为零而被关闭了，我们如果再调用dup2(s_fd, fd3)就会出错(出错原因上面有解释)。而第二种方法我们首先做一下复制，复制后的状态如下图所示:
进程A的文件描述符表(after dup)
------------
fd0 0 | p0
------------
fd1 1 | p1 -------------> 文件表1 ---------> vnode1
------------ /|
fd2 2 | p2 /
------------ /
fd3 3 | p3 -------------> 文件表2 ---------> vnode2
------------ /
s_fd 4 | p4 ------/
------------
... ...
... ...
------------
调用dup2后状态为：
进程A的文件描述符表(after dup2)
------------
fd0 0 | p0
------------
n_fd 1 | p1 ------------
------------ \
fd2 2 | p2 \
------------ _\|
fd3 3 | p3 -------------> 文件表2 ---------> vnode2
------------
s_fd 4 | p4 ------------->文件表1 ---------> vnode1
------------
... ...
... ...
------------
dup(fd)的语意是返回的新的文件描述符与fd共享一个文件表项。就如after dup图中的s_fd和fd1共享文件表1一样。
确定第二个方案后重定向后的恢复就很容易了，只需调用dup2(s_fd, n_fd);即可。下面是一个完整的例子程序：
#define TESTSTR "Hello dup2\n"
#define SIZEOFTESTSTR 11
int main() {
int fd3;
int s_fd;
int n_fd;
fd3 = open("testdup2.dat", 0666);
if (fd3 < 0) {
printf("open error\n");
exit(-1);
}
/* 复制标准输出描述符 */
s_fd = dup(STDOUT_FILENO);
if (s_fd < 0) {
printf("err in dup\n");
}
/* 重定向标准输出到文件 */
n_fd = dup2(fd3, STDOUT_FILENO);
if (n_fd < 0) {
printf("err in dup2\n");
}
write(STDOUT_FILENO, TESTSTR, SIZEOFTESTSTR); /* 写入testdup2.dat中 */
/* 重定向恢复标准输出 */
if (dup2(s_fd, n_fd) < 0) {
printf("err in dup2\n");
}
write(STDOUT_FILENO, TESTSTR, SIZEOFTESTSTR); /* 输出到屏幕上 */
return 0;
}
注 意这里我在输出数据的时候我是用了不带缓冲的write库函数，如果使用带缓冲区的printf，则最终结果为屏幕上输出两行"Hello dup2"，而文件testdup2.dat中为空，原因就是缓冲区作怪，由于最终的目标是屏幕，所以程序最后将缓冲区的内容都输出到屏幕。
三、父子进程间的dup/dup2
由fork调用得到的子进程和父进程的相同文件描述符共享同一文件表项，如下图所示：
父进程A的文件描述符表
------------
fd0 0 | p0
------------
fd1 1 | p1 -------------> 文件表1 ---------> vnode1
------------ /|\
fd2 2 | p2 |
------------ |
|
子进程B的文件描述符表 |
------------ |
fd0 0 | p0 |
------------ |
fd1 1 | p1 ---------------------|
------------
fd2 2 | p2
------------
所以恰当的利用dup2和dup可以在父子进程之间建立一条“沟通的桥梁”。这里不详述。
例子:
dup2(fd,0);
dup2(fd,1);
dup2(fd,2);
if(fd>2)
close(fd);
答:如果fd是1，执行dup2(fd,1)后返回1，但是没有关闭描述符1.调用3次dup2后，3个描述符指向相同的文件表项，所以不需要关闭描述符
如果fd是3，调用3此dup2后，有4个描述符指向相同的文件表项，这时就需要关闭描述符3.
重定向中注意:
注意2>&1 >outfile 与 >outfile 2>&1
qun@ThinkPad ~/tmp $ ./a.out > outfile 2>&1
qun@ThinkPad ~/tmp $ cat outfile
output to stderr
output to stdin
qun@ThinkPad ~/tmp $ ./a.out 2>&1 > outfile
output to stderr
原因是：
由于bash从左往右处理，在./a.out > outfile的时候，将a.out的fd 1定向到了outfile文件的fd上，然后才遇到2>&1，这时再将a.out的文件描述符2定向到文件描述符1上，这样stderr和stdout，就都到outfile上了。
而下面一个则不然，先遇到2>&1，这时将a.out的文件描述符2定向到文件描述符1上，1是终端。再遇到 > outfile，这时将a.out的文件描述符1到outfile这个文件。
用strace可以看到：
1. command > file 2>&1
这个命令中实现重定向的关键系统调用序列是：
open(file) == 3
dup2(3,1)
dup2(1,2)
2. command 2>&1 >file
这个命令中实现重定向的关键系统调用序列是：
dup2(1,2)
open(file) == 3
dup2(3,1)
————————————收集总结
