dup, dup2, 重定向恢复

本文介绍了在Shell实验室中遇到的dup和dup2函数,详细解析了这两个函数的工作原理和区别。dup用于复制文件描述符,而dup2允许指定新文件描述符的数值,并讨论了重定向及恢复的实现。通过示例展示了如何正确保存和恢复文件描述符状态,强调了使用dup保存原始描述符的重要性。

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做Shell lab的时候要求完成重定向以及恢复,这里记录一下相关知识

#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);

dup用来复制参数oldfd所指的文件描述符。当复制成功是,返回最小的尚未被使用过的文件描述符,若有错误则返回-1.错误代码存入errno中返回的新文件描述符和参数oldfd指向同一个文件,这两个描述符共享同一个数据结构,共享所有的锁定,读写指针和各项全现或标志位。

 #include <unistd.h>
 int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2与dup区别是dup2可以用参数newfd指定新文件描述符的数值。若参数newfd已经被程序使用,则系统就会将newfd所指的文件关闭,若newfd等于oldfd,则返回newfd,而不关闭newfd所指的文件。dup2所复制的文件描述符与原来的文件描述符共享各种文件状态。共享所有的锁定,读写位置和各项权限或flags等.
返回值: 若dup2调用成功则返回新的文件描述符,出错则返回-1.

主要聊聊dup2
假设在调用dup2(4,l)之前,我们的状态如图
在这里插入图片描述
dup2(4, 1)之后,如图
在这里插入图片描述
理解如下:

n_fd = dup2(fd4,STDOUT_FILENO)表示n_fd与fd4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(就是fd 1)的位置,而原先的STDOUT_FILENO所指向的文件表项(File A)被关闭。
理解dup2的一个好方法就是把fd看成一个结构体类型,就如上面图形中画的那样,我们不妨把之定义为:
struct fd_t {
int index;

### DUP2 函数用于输出重定向 在 Linux 环境下,`dup2()` 是一个重要的系统调用函数,主要用于复制文件描述符并将其绑定到指定的目标文件描述符上。这使得程序能够方便地实现标准输入/输出的重定向。 具体来说,在执行 `int dup2(int oldfd, int newfd)` 后: - 如果 `newfd` 已经存在,则先关闭它。 - 将 `oldfd` 的副本赋给 `newfd`,即让两者共享同一个内核级文件表项。 - 这样一来,任何针对 `newfd` 的读写操作实际上都会作用于原先由 `oldfd` 所指向的那个实际文件对象之上[^1]。 #### 实现输出重定向的例子 下面是一个简单的例子展示如何利用 `dup2()` 来改变标准输出的方向至另一个文件: ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> // For close(), dup2() #include <fcntl.h> // For open() int main(){ // 创建或打开名为 "output.txt" 文件准备写入 int file_desc = open("output.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, S_IRUSR|S_IWUSR); if (file_desc == -1){ perror("Failed to create/open output.txt"); return 1; } // 使用 dup2 把 stdout(通常是屏幕) 改成我们的新文件 if(dup2(file_desc, STDOUT_FILENO)==-1){ perror("Error redirecting standard out."); close(file_desc); return 1; } // 关闭原始文件描述符以防泄露资源 close(file_desc); printf("This message should go into 'output.txt'.\n"); return 0; } ``` 这段代码会将所有的后续打印语句的结果都保存到 `"output.txt"` 中而不是显示在屏幕上。这是因为通过调用 `dup2()` ,已经成功地把原本的标准输出流 (`stdout`) 替换成了指向 `"output.txt"` 的文件描述符。 #### 处理错误情况 需要注意的是,在使用 `dup2()` 前应该始终检查返回值以确认操作是否成功完成;如果失败则通常意味着参数非法或是权限不足等问题发生。此外,当不再需要某个已打开的文件时记得及时关闭对应的文件描述符以免造成不必要的资源浪费。
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