假设我有2个进程，进程A和进程B。如果我在进程A中执行int fd=open(somefile)，那么我能否将文件描述符fd的值通过IPC传递给进程B，并使其操作相同的文件？
6个回答
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你可以通过Unix域套接字将文件描述符传递给另一个进程。这是从Unix网络编程中获取的传递文件描述符的代码：
ssize_t
write_fd(int fd, void *ptr, size_t nbytes, int sendfd)
{
struct msghdr msg;
struct iovec iov[1];
#ifdef HAVE_MSGHDR_MSG_CONTROL
union {
struct cmsghdr cm;
char control[CMSG_SPACE(sizeof(int))];
} control_un;
struct cmsghdr *cmptr;
msg.msg_control = control_un.control;
msg.msg_controllen = sizeof(control_un.control);
cmptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
cmptr->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(int));
cmptr->cmsg_level = SOL_SOCKET;
cmptr->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
*((int *) CMSG_DATA(cmptr)) = sendfd;
#else
msg.msg_accrights = (caddr_t) &sendfd;
msg.msg_accrightslen = sizeof(int);
#endif
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_namelen = 0;
iov[0].iov_base = ptr;
iov[0].iov_len = nbytes;
msg.msg_iov = iov;
msg.msg_iovlen = 1;
return(sendmsg(fd, &msg, 0));
}
/* end write_fd */
以下是接收文件描述符的代码
ssize_t
read_fd(int fd, void *ptr, size_t nbytes, int *recvfd)
{
struct msghdr msg;
struct iovec iov[1];
ssize_t n;
int newfd;
#ifdef HAVE_MSGHDR_MSG_CONTROL
union {
struct cmsghdr cm;
char control[CMSG_SPACE(sizeof(int))];
} control_un;
struct cmsghdr *cmptr;
msg.msg_control = control_un.control;
msg.msg_controllen = sizeof(control_un.control);
#else
msg.msg_accrights = (caddr_t) &newfd;
msg.msg_accrightslen = sizeof(int);
#endif
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_namelen = 0;
iov[0].iov_base = ptr;
iov[0].iov_len = nbytes;
msg.msg_iov = iov;
msg.msg_iovlen = 1;
if ( (n = recvmsg(fd, &msg, 0)) <= 0)
return(n);
#ifdef HAVE_MSGHDR_MSG_CONTROL
if ( (cmptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg)) != NULL &&
cmptr->cmsg_len == CMSG_LEN(sizeof(int))) {
if (cmptr->cmsg_level != SOL_SOCKET)
err_quit("control level != SOL_SOCKET");
if (cmptr->cmsg_type != SCM_RIGHTS)
err_quit("control type != SCM_RIGHTS");
*recvfd = *((int *) CMSG_DATA(cmptr));
} else
*recvfd = -1; /* descriptor was not passed */
#else
/* *INDENT-OFF* */
if (msg.msg_accrightslen == sizeof(int))
*recvfd = newfd;
else
*recvfd = -1; /* descriptor was not passed */
/* *INDENT-ON* */
#endif
return(n);
}
/* end read_fd */
- nos
3
23注意，两个进程中文件描述符的实际数值通常会不同。 - caf
3你可以用这种方式传递数字。这并不意味着它会神奇地在两端都作为文件描述符正常工作。 - user207421
12SCM_RIGHTS的想法是它将会像dup()一样在不相关的进程之间工作。虽然我现在想不出任何问题，但我确定有一些需要注意的地方。 - nos
9
如果两个进程属于同一用户，则可以简单地利用procfs。
char fd_path[64]; // actual maximal length: 37 for 64bit systems
snprintf(fd_path, sizeof(fd_path), "/proc/%d/fd/%d", SOURCE_PID, SOURCE_FD);
int new_fd = open(fd_path, O_RDWR);
当然，您需要一些IPC机制来共享SOURCE_FD的值。例如，请参见“Linux C：在接收到信号时，是否可以知道发送者的PID？”。
- Kijewski
4
你的意思是在snprintf中使用"/proc/%d/fd/%d"吗？ - kaiwan
4针对未来读者：这适用于真实文件，但绝对不适用于未命名的域套接字（
socketpair()），可能也不适用于命名域套接字，我不确定管道是否可用。对于域套接字，如果在文件系统路径上调用 open()，你将得到 ENXIO；connect() 会失败，因为它只有在未连接的域套接字上下文中才有意义；bind() 则会显示地址已在使用中。 - Brian Vandenberg尝试按照您的建议打开一个TCP连接套接字时，使用open("/proc/9256/fd/5", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666) = -1 ENXIO (No such device or address)的方式。
然而，open(2)函数并不允许从/proc//fd目录下打开套接字文件。 - Marcelo Pacheco
这个答案是错误的。这并不像在执行fork()时那样共享文件描述符。而是打开一个指向同一文件的新文件描述符。1. 对于许多种类的文件描述符，这种方法根本不起作用。2. 即使这种方法起作用，"文件描述"的状态，比如读写位置，也不会被共享。 - undefined
8
在2020年，Linux 5.6及以上版本中新增了一个系统调用，使用 pidfd_getfd() 系统调用可以让一个进程获取由另一个进程使用 pidfd 引用的文件描述符的副本。
- kolypto
3
简短回答：
尝试使用pidfd_getfd系统调用。
详细回答：
pidfd_getfd()系统调用会在调用进程（进程B）中分配一个新的文件描述符。这个新的文件描述符是由进程A中的现有文件描述符targetfd复制而来，而进程A则是通过PID文件描述符pidfd引用的。当然，您需要一种机制来从进程A中获取目标文件描述符targetfd。
newfd = syscall(SYS_pidfd_getfd, int pidfd, int targetfd, 0);
我们使用pidfd_open()函数获取PID文件描述符pidfd。
pidfd = syscall(SYS_pidfd_open, pid_t pid, 0);
一个虚拟示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#define MMAP_NAME "/tmp/mmap"
struct shared_mem{
int targetfd;
};
int main(void){
int fd;
struct shared_mem *shmp;
unlink(MMAP_NAME);
fd = open(MMAP_NAME, O_CREAT | O_RDWR, 00600);
ftruncate(fd, sizeof(struct shared_mem));
shmp = (struct shared_mem *)mmap(NULL,
sizeof(struct shared_mem),
PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED,
fd,
0);
if (fork() == 0){
sleep(5);
write(syscall(SYS_pidfd_getfd,
syscall(SYS_pidfd_open, getppid(), 0),
shmp->targetfd,
0),
"Messege from Child\n",
strlen("Messege from Child\n"));
close(shmp->targetfd);
exit(EXIT_SUCCESS);
}else{
shmp->targetfd = open("foo.txt", O_RDWR | O_CREAT);
write(shmp->targetfd, "Messege from Parent\n", strlen("Messege from Parent\n"));
wait(NULL);
}
munmap(shmp, sizeof(struct shared_mem));
return EXIT_SUCCESS;
}
..
# cat foo.txt
Messege from Parent
Messege from Child
- frankscitech
2
假设在fork()之前我们无法创建文件描述符。 - frankscitech
请问您能否告诉我，我如何获取一个进程的所有打开文件描述符？ - user786
2
请注意上面的例子中，接收时变量的设置，例如：
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_namelen = 0;
iov[0].iov_base = ptr;
iov[0].iov_len = nbytes;
msg.msg_iov = iov;
msg.msg_iovlen = 1;
这并非必需。消息结构中包含标头的整个想法是，接收网站不必知道它所读取的内容，并且通过检查（第一个）标头，可以确定消息类型和预期内容。
- Stef Bon
1
虽然你技术上是正确的，在这种情况下指定缓冲区有一个很好的理由：为了发送OOB消息（在此情况下为套接字控制消息），您需要指定一个非空消息（请参见unix_stream_sendmsg，例如http://lxr.free-electrons.com/source/net/unix/af_unix.c#L1836）。在没有iovect的情况下接收时，Linux将一遍又一遍地传递该消息。因此，要读取多个OOB消息，必须在某个时候读取消息数据。 - Michael
2
您可以使用本线程中nos所描述的方法，或者更传统的方法，通过在相关进程（通常是父子进程或兄弟进程）之间共享它来创建它，fork出的进程会自动接收到一份副本。
事实上，fork出的进程会获取所有您的文件描述符，并且除非关闭它们（这通常是一个好主意），否则可以使用它们。
因此，如果父进程fork了两个子进程，并且他们都有一个未关闭的文件描述符，则现在该文件描述符被共享了（即使父进程随后关闭了它）。例如，这可能是从一个子进程到另一个子进程的管道。这就是shell重定向的原理。
事实上，fork出的进程会获取所有您的文件描述符，并且除非关闭它们（这通常是一个好主意），否则可以使用它们。
因此，如果父进程fork了两个子进程，并且他们都有一个未关闭的文件描述符，则现在该文件描述符被共享了（即使父进程随后关闭了它）。例如，这可能是从一个子进程到另一个子进程的管道。这就是shell重定向的原理。
ls -l | more
工作。
- MarkR
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