UNIX环境编程学习笔记（4）——文件I/O之dup复制文件描述符

lienhua34
2014-08-23

UNIX 提供了两个函数 dup 和 dup2 用于复制一个现存的文件描述符。

#include <unistd.h>

int dup(int filedes);

int dup2(int filedes, int filedes2);

返回值:若成功则返回新的文件描述符,如出错则返回-1.

由 dup 函数返回的文件描述符一定是当前可用文件描述符中的最小描述符。用 dup2 函数则可以通过参数 filedes2 指定目标文件描述符。如果filedes2 已经打开,则先将其关闭。如果 filedes 等于 filedes2,则 dup2 函数返回 filedes2,而不关闭它。

下面程序使用 open 打开文件 foo.txt,先使用 lseek 获取该文件描述符的当前偏移量。然后,调用 dup 该文件描述符,并调用 lseek 将新文件描述符的当前偏移量设置为距离文件开始处的 10 字节处。最后,用 lseek 获取并打印这两个文件描述符的当前偏移量。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define FILE_MODE S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP
int
main(void)
{
    int fd, fddup;
    off_t fdoff, fddupoff;
    if ((fd = open("foo.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, FILE_MODE)) < 0) {
        printf("open error");
        exit(-1);
    }
    if ((fdoff = lseek(fd, 0L, SEEK_CUR)) == -1) {
        printf("lseek error");
        exit(-1);
    }
    printf("fd offset(before dup): %d\n", fdoff);
    if ((fddup = dup(fd)) == -1) {
        printf("dup error");
        exit(-1);
    }
    if ((fddupoff = lseek(fddup, 10L, SEEK_SET)) == -1) {
        printf("lseek error");
        exit(-1);
    }
    printf("fddup offset(after dup): %d\n", fddupoff);
    if ((fdoff = lseek(fd, 0L, SEEK_CUR)) == -1) {
        printf("lseek error");
        exit(-1);
    }
    printf("fd offset(after dup): %d\n", fdoff);
    exit(0);
}

编译该程序生成 dupdemo,然后运行该 dupdemo 文件,

lienhua34:demo$ gcc -o dupdemo dup_demo.c
lienhua34:demo$ ./dupdemo
fd offset(before dup): 0
fddup offset(after dup): 10
fd offset(after dup): 10

从 dupdemo 运行结果可以看到,对 dup 得到的文件描述符设置了文件当前偏移量,同时影响到了原来的文件描述符的当前偏移量。这是因为,dup 函数得到的新文件描述符跟原文件描述符共享了同一个文件表项,其内核数据结构如图 1 所示。

图 1: dup 后的内核数据结构

另外,每个文件描述符都有它自己的一套文件描述符标志。dup 得到的新文件描述符的执行时关闭(close-on-exec)标志总是有 dup 函数清除。