dup linux C

#include

　　int dup（int fd）；

　　int dup2（int fd1，int fd2）；
　　两个均为 复制一个现存 的文件的描述
　　两个函数的返回：若成功为新的文件描述，若出错为-1；

　　由dup返回的新文件描述符一定是当前可用文件描述中的最小数值。用dup2则可以用fd2参数指定新的描述符数值。如果fd2已经打开，则先关闭。若fd1=fd2，则dup2返

回fd2，而不关闭它。通常使用这两个系统调用来重定向一个打开的文件描述符。

函数简介

　　函数名:  dup
　　功 能: 复制一个文件句柄
　　用 法: int   dup(int handle);
　　相关函数： dup2、fdopen、freopen、mbsdup、wcsdup、strdup

 #include
 #include

 void flush(FILE *stream);

 int main(void)
 {
     FILE    *fp;
     char    msg[] = "This is a test";

     /*create a file*/
     fp = fopen("DUMMY.FIL","w");

     /*write some date to the file*/
     fwrite(msg,strlen(msg),1,fp);
     printf("Press any key to flush DUMMY.FIL");
     getchar();

     /*flush the data to DUMMY.FIL without closing it*/
     flush(fp);
     printf("\n File was flushed,Press any key to quit:");
     getchar();
     return 0;
 }

 void flush(FILE *stream)
 {
     int duphandle;

     /*flush TC's internal buffer*/
     fflush(stream);

     /* make a duplicate file handle*/
     duphandle = dup(fileno(stream));
     /* close the duplicate handle to flush the DOS buffer*/
     close(DUPHANDle);
 }

一、单个进程内的dup和dup2

假设进程A拥有一个已打开的文件描述符fd3，它的状态如下
进程A的文件描述符表(before dup2)

    ------------
 fd0 0   | p0
    ------------
 fd1 1   | p1 -------------> 文件表1 ---------> vnode1
    ------------
 fd2 2   | p2
    ------------
 fd3 3   | p3 -------------> 文件表2 ---------> vnode2
    ------------
 ... ...
 ... ...
    ------------

经下面调用：
n_fd = dup2(fd3, STDOUT_FILENO);后进程状态如下：
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
    ------------
 ... ...
 ... ...
    ------------

解释如下：n_fd = dup2(fd3, STDOUT_FILENO)表示n_fd与fd3共享一个文件表项(它们的文件表指针指向同一个文件表项)，n_fd在文件描述符表中的位置为 STDOUT_FILENO的位置，而原先的STDOUT_FILENO所指向的文件表项被关闭，我觉得上图应该很清晰的反映出这点。按照上面的解释我们就可以解释CU中提出的一些问题：
(1) "dup2的第一个参数是不是必须为已打开的合法filedes？" -- 答案：必须。
(2) "dup2的第二个参数可以是任意合法范围的filedes值么？" -- 答案：可以，在Unix其取值区间为[0,255]。

（每一个进程都对应一个结构体  task_struct ，里面包含一个数据成员 ：

 /* open file information */
         struct files_struct *files;

files_struct 结构体定义如下：

 /*
  * Open file table structure
  */
 struct files_struct {
   /*
    * read mostly part
    */
         atomic_t count;
         struct fdtable __rcu *fdt;
         struct fdtable fdtab;
   /*
    * written part on a separate cache line in SMP
    */
         spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
         int next_fd;
         struct embedded_fd_set close_on_exec_init;
         struct embedded_fd_set open_fds_init;
         struct file __rcu * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
 };

 对于上面的两个句柄 n_fd  fd3 他们在 files_struct 里面的数组 fd_array 里面对应的数值 是相等的。

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)  （注意此时s_fd对应的文件表项已经关闭）就会出错。而第二种方法我们首先做一下复制（这样对应的文件表项不会被关闭），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。