dup 與 dup2

1. 文件描述符在內核中數據結構

 一個進程在此存在期間，會有一些文件被打開，從而會返回一些文件描述符，從shell

中運行一個進程，默認會有3個文件描述符存在(0、1、2),

0與進程的標準輸入相關聯，

１與進程的標準輸出相關聯，

2與進程的標準錯誤輸出相關聯，

一個進程當前有哪些打開的文件描述符可以通過/proc/進程ID/fd目錄查看。

　下圖可以清楚的說明問題：

　　進程表項
————————————————

　　　fd標誌　文件指針
      _____________________
fd 0:|________|____________|————> 文件表
fd 1:|________|____________|
fd 2:|________|____________|
fd 3:|________|____________|
       |     …….         |
       |_____________________|

                圖１
　　　　　　　
文件表中包含:文件狀態標誌、當前文件偏移量、v節點指針，這些不是本文討論的

重點，我們只需要知道每個打開的文件描述符(fd標誌)在進程表中都有自己的文件表

項，由文件指針指向。

2. dup/dup2函數

APUE和man文檔都用一句話簡明的說出了這兩個函數的作用：複製一個現存的文件描述符。

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

int dup2(int oldfd, int newfd);

從圖１來分析這個過程，當調用dup函數時，內核在進程中創建一個新的文件描述符，此

描述符是當前可用文件描述符的最小數值，這個文件描述符指向oldfd所擁有的文件表項。

　　進程表項
————————————————

　　　fd標誌　文件指針
      _____________________
fd 0:|________|____________|                          ______
fd 1:|________|____________|—————-> |               |
fd 2:|________|____________|                       | 文件表 |
fd 3:|________|____________|—————-> | _____  |
       |     …….         |
       |_____________________|

                圖2：調用dup後的示意圖

如圖2 所示，假如oldfd的值爲1, 當前文件描述符的最小值爲3,　那麼新描述符3指向

描述符１所擁有的文件表項。

dup2和dup的區別就是可以用newfd參數指定新描述符的數值，如果newfd已經打開，則

先將其關閉。如果newfd等於oldfd，則dup2返回newfd, 而不關閉它。dup2函數返回的新

文件描述符同樣與參數oldfd共享同一文件表項。

APUE用另外一個種方法說明了這個問題：

實際上，調用dup(oldfd)；

等效與
        fcntl(oldfd, F_DUPFD, 0)

而調用dup2(oldfd, newfd)；

等效與
        close(oldfd)；
        fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd)； 

#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
   #define STDOUT 1   //標準輸出文件描述符 號
   int nul, oldstdout;
   char msg[] = "This is a test";
   //打開一個文件，操作者具有讀寫權限 如果文件不存在就創建
   nul = open("DUMMY.FIL", O_CREAT | O_RDWR, S_IREAD | S_IWRITE);
   /* create a duplicate handle for standard
      output */
   oldstdout = dup(STDOUT);
   /*
      redirect standard output to DUMMY.FIL
      by duplicating the file handle onto the
      file handle for standard output.
   */
   dup2(nul, STDOUT);
   /* close the handle for DUMMY.FIL */
   close(nul);
   /* will be redirected into DUMMY.FIL */
   write(STDOUT, msg, strlen(msg));
   /* restore original standard output
      handle */
   dup2(oldstdout, STDOUT);
   /* close duplicate handle for STDOUT */
   close(oldstdout);
   return 0;
}