有人能解释一下C语言中的dup()函数是做什么用的吗？

Question

我知道dup、dup2、dup3会“创建文件描述符oldfd的副本”（摘自man页面）。但是我无法理解。

据我所知，文件描述符只是用于跟踪文件位置和方向（输入/输出）的数字。直接复制它们不是更容易吗？

fd=fd2;

每当我们想要复制文件描述符时？

还有一些其他的事情...

dup（）使用未使用的最低编号描述符作为新描述符。

这是否意味着它也可以将stdin，stdout或stderr作为值，如果我们假设关闭了其中一个？

- Pithikos

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对于第一个问题，你需要记住内核会跟踪打开文件句柄的数量。dup是告诉内核你希望它继续跟踪其中另一个文件句柄（指向同一文件），直到你使用close关闭它。 - user786653

Answer 1

在做了一些实验后，我想回答一下我的第二个问题。

答案是是。如果stdin、stdout或stderr被关闭，你创建的文件描述符可以取值0、1或2。

例如：

close(1);     //closing stdout
newfd=dup(1); //newfd takes value of least available fd number

当这种情况发生在文件描述符上时：

0 stdin     .--------------.     0 stdin     .--------------.     0 stdin
1 stdout   =|   close(1)   :=>   2 stderr   =| newfd=dup(1) :=>   1 newfd
2 stderr    '--------------'                 '--------------'     2 stderr

- Pithikos

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又出现了一个问题：我如何在已经关闭的文件描述符上执行dup()操作？ - Pithikos

从定义上来看，dup() 函数使用未使用的最低编号描述符作为新描述符。当您关闭文件描述符时，这意味着它可以被再次使用。 - Raghu Srikanth Reddy

Answer 2

文件描述符不仅仅是一个数字，它还携带各种半隐藏的状态（比如它是否打开，它指向哪个文件描述符，以及一些标志位）。dup会复制这些信息，这样你就可以独立关闭两个描述符。但是fd=fd2则不行。

- n. m.

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这里，“number”是内核维护的数据结构中的索引。dup函数族克隆该数据结构中节点的状态，并将新节点的索引交给您。 - dmckee --- ex-moderator kitten

@dmckee: "Kernel"和"index"是实现细节。与"the number"相关的一些数据不能直接被程序操作，并通过dup()复制。这就是程序员需要知道的全部内容。顺便说一下，这不是非常有趣的数据，它只是几个标志和对真正有趣的数据（打开文件描述符）的索引，这个数据不会被dup()复制。 - n. m.

Answer 3

假设你正在编写一个shell程序并且想要在运行程序时重定向标准输入和输出，可以像这样实现：

fdin = open(infile, O_RDONLY);
fdout = open(outfile, O_WRONLY);
// Check for errors, send messages to stdout.
...
int pid = fork(0);
if(pid == 0) {
    close(0);
    dup(fdin);
    close(fdin);
    close(1);
    dup(fdout);
    close(fdout);
    execvp(program, argv);
}
// Parent process cleans up, maybe waits for child.
...

dup2()是一种更方便的方法，用于替换close() dup()的操作：

dup2(fdin, 0);
dup2(fdout, 1);

你想这样做的原因是要将错误报告到stdout（或stderr），所以不能关闭它们并在子进程中打开新文件。其次，如果任一open()调用返回错误，则进行fork将是浪费。

- Richard Pennington

Answer 4

dup()最重要的一点是它返回一个可用于新文件描述符的最小整数。这是重定向的基础：

int fd_redirect_to = open("file", O_CREAT);
close(1); /* stdout */
int fd_to_redirect = dup(fd_redirect_to); /* magically returns 1: stdout */
close(fd_redirect_to); /* we don't need this */

在此之后，任何写入文件描述符1（标准输出）的内容都会神奇地进入“文件”中。

- SzG

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假设（不是毫无根据地）文件描述符0当前处于打开状态。如果没有dup2()（或dup3()，但这是系统的最近添加），支持诸如“200>somefile”之类的重定向非常不方便。 - Jonathan Leffler

Answer 5

Example:

close(1);     //closing stdout
newfd=dup(1); //newfd takes value of least available fd number

Where this happens to file descriptors:

0 stdin     .--------------.     0 stdin     .--------------.     0 stdin
1 stdout   =|   close(1)   :=>   2 stderr   =| newfd=dup(1) :=>   1 newfd
2 stderr    '--------------'                 '--------------'     2 stderr

A question arose again: How can I dup() a file descriptor that I already closed?

我怀疑你使用展示的结果进行以上实验，因为那不符合标准 - 参见dup：

dup()函数会失败，如果:

[EBADF]

fildes参数不是有效的打开文件描述符。

所以，在展示代码序列之后，newfd必须不是1，而是-1，并且errno是EBADF。

- Armali

Answer 6

请查看这个页面，stdout可以被别名为dup(1)...

- Karel Frajták

Answer 7

我有一个关于“复制标准输出”的提示。

在一些Unix系统上（但不包括GNU / Linux）

fd = open("/dev/fd/1", O_WRONLY);

it is equivalent to:

fd = dup(1);

- b3h3m0th

Answer 8

dup()和dup2()系统调用

• dup()系统调用复制一个打开的文件描述符并返回新的文件描述符。

• 新的文件描述符与原始文件描述符具有以下共同属性： 1. 指向相同的打开文件或管道。 2. 具有相同的文件指针--也就是说，两个文件描述符共享一个文件指针。 3. 具有相同的访问模式，无论是读、写还是读写。

• dup()保证返回具有最低整数值的文件描述符。正是由于这个特性返回了最低未使用的文件描述符，使得进程可以完成I/O重定向。

int dup(file_descriptor)

int dup2(file_descriptor1, file_descriptor2)

- Mahendra suthar