Unix系统编程（）复制文件描述符

Bourne shell的IO重定向语法2>&1，意在通知shell把标准错误（文件描述符2）重定向到标准输出（文件描述符1）。因此下列命令将把标准输出和标准错误写入result.log文件。（shell按从左至右的顺序处理IO重定向语句）

shell通过复制文件描述符2实现了标准错误的重定向操作，因此文件描述2与文件描述符1指向同一个打开文件的句柄。可以通过调用dup和dup2来实现此功能。

对于这种重定向的操作，仅仅打开一个目标文件两次是远远不够的（第一次在描述符1上打开，第二次在描述符2上打开）。

首先两个文件不能共享文件偏移量指针，因此有可能导致相互覆盖彼此的输出。

再者打开的文件不一定就是磁盘文件。

在如下命令中，标准错误就将和标准输出一起送达同一管道。

$ ./myscript 2>&1 | less

2>1的作用是把标准错误的输出重定向到1，但这个1不是标准输出，而是一个文件，文件名就是1。

2>&1的作用是把标准错误的输出重定向到标准输出1，&指示不要把1当作普通文件，而是fd=1即标准输出来处理。

dup调用复制一个打开的文件描述符oldfd，并返回一个新的描述符，二者都指向同一打开的文件句柄。系统会保证新文件描述符一定是编号值最低的未使用文件描述符。

int dup(int oldfd);

加入发起如下调用：

newfd = dup(1);

在假定在正常的情况下，shell已经代表程序打开了文件描述符0、1和2，且没有其他描述符在用，dup调用会创建文件描述符1的副本，返回的文件描述符编号值为3。

如果希望返回的文件描述符为2，可以这样：

close(2);
newfd = dup(1);

只有当描述符0已经打开的时候，这段代码方可工作。而且这样做也是有问题的，因为这并不是一个原子操作。如果想进一步简化如下的代码，同时希望获得所期望的文件描述符，可以调用dup2。

int dup2(int oldfd, int newfd);

dup2系统调用会为oldfd参数所指定的文件描述符创建副本，其编号由newfd参数指定。如果由newfd参数所指定的编号的文件描述符之前已经打开了，那么dup2会首先将其关闭。

dup2调用会默认忽略newfd关闭期间出现的任何错误。故此，编码时更为安全的做法是：在调用dup2之前，如果newfd已经打开，则应显式调用close将其关闭。（那要是我不知道newfd是否打开了怎么判断呢？）

之前调用dup和close可以简化为：

dup(1, 2);

如果dup2调用成功，则将返回副本的文件描述符编号（即newfd参数指定的值）。

如果oldfd并非有效的文件描述符，那么dup2调用将失败并返回错误EBADF，且不关闭newfd。如果oldfd有效，且与newfd的值相等，那么dup2将什么也不做，不关闭newfd，并将其作为调用结果返回。

fcntl的F_DUPFD操作是复制文件描述符的另一接口，更具有灵活性。

newfd = fcntl(oldfd, F_DUPFD, startfd);

该调用为oldfd创建一个副本，且将使用大于等于startfd的最小未使用值作为描述符编号。该调用还能保证新描述符newfd编号落在特定的区间范围内。总是能将dup和dup2的调用改写为对close和fcntl的调用。

文件描述符的正、副本之间共享打开文件句柄所含的文件偏移量和状态标志。然后新文件描述符有其自己的一套文件描述符标志，且其close-on-exec标志（FD_CLOEXEC）总处于关闭状态。

下面的接口可以直接控制新文件描述符的close-on-exec标志。

dup3系统调用完成的工作与dup2相同，只是新增了一个附加参数flag，这一个可以是修改系统调用行为的位掩码。

int dup3(int oldfd, int newfd, int flags);

目前dup3只支持一个标志O_CLOEXEC。

dup3只在Linux 2.6.27以后才有，是Linux特有的。

Linux从2.6.24开始支持fcntl用于复制文件描述符的附加命令：F_DUPFD_CLOEXEC。

该标志不仅实现了与F_DUPFD相同的功能，还为新文件描述符设置close-on-exec标志。

这一节有好多系统系统调用：dup，dup2，dup3，fcntl