使用dup和dup2重定向和还原

转载自：http://blog.csdn.net/kangear/article/details/24098315 
   源于开发一个应用将数据写的设备节点中，但是设备节点具有可变性，所以不在写死，而是先确定好，打开fd再将内容写进去，最终写入fd中的是一个开源程序，没有办法传递fd，不过它会把它要输出的东西输出到stdout中，开启这个开源程序之前把stdout重定向到fd上就可以完成了对接。铺垫完了，下面就开始正题。

      其实这个APUE上有讲这个两个函数，但是说的太标准了的书面语，也没有给例子，就没有办法快速理解和使用了。看到一个10年前的好贴《》解决了问题。完整代码如下：

#include <stdio.h>;
#include <unistd.h>;
#include <stdlib.h>;
#include <fcntl.h>;
#include <sys/types.h>;
#include <sys/stat.h>;
#include <string.h>;
#include <strings.h>;

int main()
{
        int sfd = dup(STDOUT_FILENO), testfd;

        printf("sfd = [%d]\n", sfd);

        testfd = open("./temp",O_CREAT | O_RDWR | O_APPEND);
        if (-1 == testfd)
        {
                printf("open file error.\n");
                exit(1);
        }

        /* 重定向 */
        if (-1 == dup2(testfd,STDOUT_FILENO) ) {
                printf("can't redirect fd error\n");
                exit(1);
        }

        /* 此时向stdout写入应该输出到文件 */
        write(STDOUT_FILENO,"file\n",5);

        /* 恢复stdout */
        if (-1 != dup2(sfd,STDOUT_FILENO) ) {
                printf("recover fd ok \n");

                /* 恢复后，写入stdout应该向屏幕输出 */
                write(STDOUT_FILENO,"stdout\n",7);
        }

        printf("gogogogogogo!\n");
        close(testfd);
}

 总结：重定向好似抗战片中的将铁轨移到别的路上，或者走向深谷/dev/null，或者走向想让其走的地方fd。再说下，一开始以为我还以为dup2(STDOUT_FILENO, STDOUT_FILENO);就恢复了呢，结果关闭fd时候，显示关闭成功，但是设备却再也打不开了，因为我并没有真正还原。

转载自：

在unix高级编程中有介绍dup和dup2，但是没有实例说明， 笔者自己结合实例进行了测试了解。

在linux下，通过open打开以文件后，会返回一个文件描述符，文件描述符会指向一个文件表，文件表中的节点指针会指向节点表。看下图：

打开文件的内核数据结构

dup和dup2两个函数都可以用来复制打开的文件描述符，复制成功后和复制源共享同一个文件表。看下图：

执行dup后的内核数据结构

dup函数

dup(现存的文件描述符)

dup返回的新文件描述符一定是当前可以用描述符中的最小值。下面先打开一个文件来看下文件描述符，为保证测试成功，创建一个测试文件log.txt。

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    fd = open("./log.txt", O_RDWR);

    printf("%d\n", fd);

    return 0;
}

上面的代码用读写打开了log.txt这个文件，编译上面的代码然后执行，执行成功的话，应当是输出3，因为0，1，2分别被标准输入，标准输出，标准错误输出占用了。使用dup复制这个文件描述符，并尝试移动fd偏移量：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //复制fd
    copyfd = dup(fd);

    //输出copyfd，应当为4
    printf("%d\n", copyfd);

    //打印出fd和copyfd的偏移量，都为0
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    //将fd的偏移量+3
    lseek(fd, 3, SEEK_SET);

    //打印出fd和copyfd的偏移量，都为3
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    return 0;
}

编译执行上例代码可以发现当移动fd的偏移量时，copyfd的偏移量也发生了变化。往文件里写入内容试试，先把log.txt内容清空。

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //复制fd
    copyfd = dup(fd);

    char buf1[] = "hello ";
    char buf2[] = "world!";

    //往fd文件写入内容
    if (write(fd, buf1, 6) != 6) {
        printf("write error!");
    }

    //打印出fd和copyfd的偏移量，经过上面的写操作，都变成6了
    printf("%d\n", (int)lseek(fd, 0, SEEK_CUR));
    printf("%d\n", (int)lseek(copyfd, 0, SEEK_CUR));

    //往copyfd写入内容
    if (write(copyfd, buf2, 6) != 6) {
        printf("write error!");
    }

    return 0;
}

编译执行程序，log.txt的就有hello world!字符串了。

dup2函数

dup2(现存的文件描述符，可用的文件描述符)

dup2和dup函数一样，只是返回的文件描述符可以通过第二个参数”可用的文件描述符“指定。如果“可用的文件描述符“是打开状态，则会被关闭；如果”现存的文件描述符“和”可用的文件描述符“一样，则不会关闭，笔者认为这两个参数值一样的话，代码是没有任何意义的。

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, copyfd;

    fd = open("./log.txt", O_RDWR);
    //指定文件描述符号为1000
    copyfd = dup2(fd, 1000);
    //打印fd和copyfd，应当输出3 1000
    printf("%d %d\n", fd, copyfd);

    return 0;
}

上面程序就是指定返回的文件描述为1000，再来看下指定的文件描述符是打开的情况，修改上例代码，将文件描述符指定为1：

copyfd = dup2(fd, 1);

编译执行程序将看不到任何输出，因为1是终端标准输出的标识符，经过这样一复制后，标准输出就被关闭了，使用printf自然看不到输出信息了。

参考资料：unix环境高级编程第二版，以上两图均来自这本书。