「Linux 系统编程」dup 与 dup2 函数

1 dup 函数

1.1 函数原型

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);

• oldfd: 需要被复制的现有文件描述符

返回值：

• 成功时返回新的文件描述符（当前可用的最小文件描述符），新描述符和 oldfd 指向相同文件。

• 失败时返回 -1 并设置 errno。

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1.2 代码示例

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(){
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
    if(fd == -1){
        perror("open error");
        return 1;
    }
    
    // 复制文件描述符
    int new_fd = dup(fd);
    if(new_fd == -1){
        perror("dup error");
        return 1;
    }
    
    printf("Original FD: %d, Duplicated FD: %d\n", fd, new_fd);
    
    // 两个文件描述符指向同一个文件，都会写入到 test.txt
    write(fd, "Hello from fd\n", 14);
    write(new_fd, "Hello from new_fd\n", 18);
    
    close(fd);
    close(new_fd);
    
    return 0;
}

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2 dup2 函数

2.1 函数原型

#include <unistd.h>

int dup2(int oldfd, int newfd);

• oldfd: 被复制的现有文件描述符
• newfd: 复制到的目标文件描述符

返回值：

• 成功时 返回新的文件描述符（即 newfd），此时 newfd 指向的文件和 oldfd 指向的文件是同一个。

• 失败时返回 -1 并设置 errno

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2.2 代码示例

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(){
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
    if(fd == -1){
        perror("open error");
        return 1;
    }
    
    // 将标准输出（fd 为 1）重定向到文件
    if(dup2(fd, STDOUT_FILENO) == -1){
        perror("dup2 error");
        return 1;
    }
    
    close(fd); // 现在可以关闭原始文件描述符
    
    // 此时 printf 会输出到文件中
    printf("Test of dup2\n");
    
    return 0;
}

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3 使用 fcntl 实现 dup 功能

fcntl 函数可以实现 dup 的功能。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

其中，cmd 参数使用 F_DUPFD 命令，第 3 个参数设置为 一个整数：

• 如果整数对应文件描述符 被占用，返回当前最小可用的文件描述符；
• 如果整数对应文件描述符 未被占用，返回等于该整数值的文件描述符。

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

int main(){
    int fd = open("test.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
    if(fd == -1){
        perror("open error");
        return 1;
    }
    
    // 使用 fcntl 复制文件描述符，预计返回 4
    int new_fd = fcntl(fd, F_DUPFD, 0);
    if(new_fd == -1){
        perror("fcntl error");
        return 1;
    }

    // 使用 fcntl 复制文件描述符，预计返回 8
    int new_fd2 = fcntl(fd, F_DUPFD, 8);
    if(new_fd2 == -1){
        perror("fcntl 2 error");
        return 1;
    }
    
    printf("Original FD: %d\n", fd);
    printf("Duplicated FD: %d\n", new_fd);
    printf("Duplicated FD2: %d\n", new_fd2);
    
    // 写入测试
    write(fd, "Hello from original\n", 20);
    write(new_fd, "Hello from duplicate\n", 21);
    write(new_fd2, "Hello from duplicate 2\n", 23);
    
    close(fd);
    close(new_fd);
    close(new_fd2);
    
    return 0;
}