文件描述符操作

1.复制文件描述符

使用如下函数：

 

#include <unistd.h>

int dup(int filedes);

int dup2(int filedes,int filedes2);

 

dup()用来复制参数oldfd所指的文件描述词，并将它返回。此新的文件描述词和参数oldfd指的是同一个文件，共享所有的锁定、读写位置和各项权限或旗标。例如，当利用lseek()对某个文件描述词作用时，另一个文件描述词的读写位置也会随着改变。不过，文件描述词之间并不共享close-on-exec旗标。
返回值 当复制成功时，则返回最小及尚未使用的文件描述词。若有错误则返回-1，errno会存放错误代码。错误代码EBADF参数fd非有效的文
件描述词，或该文件已关闭。

 

dup2()用来复制参数oldfd所指的文件描述词，并将它拷贝至参数newfd后一块返回。若参数newfd为一已打开的文件描述词，则newfd所指的文件会先被关闭。dup2()所复制的文件描述词，与原来的文件描述词共享各种文件状态，详情可参考dup()。
返回值 当复制成功时，则返回最小及尚未使用的文件描述词。若有错误则返回-1，errno会存放错误代码。
附加说明 dup2()相当于调用fcntl(oldfd，F_DUPFD，newfd)；请参考fcntl()。
错误代码 EBADF 参数fd 非有效的文件描述词，或该文件已关闭

 

判断当前进程第一个可用的文件描述符是多少：

 

错误做法：

#include<unistd.h>

int  func()

{

int fd;

fd=dup(0);//复制已打开的任意一个文件的描述符，标准输入几乎总会被打开

close(fd);

 

return fd;//fd返回了当前可用的第一个可用的文件描述符，但是它被测试文件占用了，关闭测试文件使它再次变为可用。

}

 

改程序错在关闭fd的同时，标准输入也被关闭了。因为两者共用一个文件表项。

 

正确做法：

#include<unistd.h>

int  func()

{

int fd;

fd=ppen(……);//打开一个肯定存在的文件，open肯定会返回最小的哪个可用的文件描述符

close(fd);

 

return fd;//fd返回了当前可用的第一个可用的文件描述符，但是它被测试文件占用了，关闭测试文件使它再次变为可用。

}

 

 

使用dup2时，要注意如下情况：

fd=dup2(fd1,fd1);

先关闭fd1所代表的文件，又将fd1复制过来，这是很危险的。因此，要有如下判断：

if(fd1!=fd1)

    fd=dup2(fd1,fd2);

 

2.I/O重定向

即使用一个文件代替系统默认的标准输入，输出，出错。

<filename表示输入重定向，程序将从filename文件中取得输入内容，而不是从键盘上输入。

>filename表示输出重定向，程序将将内容输出到文件filename中，而不输出在屏幕上。

 

程序编写时，与正常情况下一样。运行时重定向即可。

eg：

./example <input.txt >out.txt

 

3.控制文件

当需要对一个打开的文件的属性进行修改，或得到文件的某些属性时，可以使用fcntl函数。

 

#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd , int cmd);
int fcntl(int fd,int cmd,long arg);
int fcntl(int fd,int cmd,struct flock * lock);
函数说明 fcntl()用来操作文件描述词的一些特性。参数fd代表欲设置的文件描述符，参数cmd代表欲操作的指令。
有以下几种情况:
F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述词，并且复制参数fd的文件描述词。执行成功则返回新复制的文件描述符。请参考dup2()。F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关
闭。
F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。
F_GETFL 取得文件描述词状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。
F_SETFL 设置文件描述词状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
F_GETLK 取得文件锁定的状态。
F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会
立即返回-1，错误代码为EINTR。参数lock指针为flock 结构指针，定义如下
struct flcok
{
short int l_type; /* 锁定的状态*/
short int l_whence;/*决定l_start位置*/
off_t l_start; /*锁定区域的开头位置*/
off_t l_len; /*锁定区域的大小*/
pid_t l_pid; /*锁定动作的进程*/
};
l_type 有三种状态:
F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定
F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定
F_UNLCK 删除之前建立的锁定
l_whence 也有三种方式:
SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。
SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置
SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。
返回值 成功则返回0，若有错误则返回-1，错误原因存于errno.

 

下例先打开一个文件，之后用fcntl函数将文件的状态标志修改为追加写。

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

int main(void)
{
    int fd;
    int flag;
    char *p = "1st linux"; /* 测试使用的字符串 */
    char *q = "2nd linux";

    fd = open("test.txt", O_WRONLY); /* 该文件只写打开 */
    if(fd == -1){
        perror("fail to open");
        exit(1);
    }

    if(write(fd, p, strlen(p)) == -1){ /* 输入新内容，该内容会覆盖部分旧的内容 */
        perror("fail to write");
        exit(1);
    }

    flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0); /* 先使用F_GETFL命令得到文件状态标志 */
    if(flag == -1){
        perror("fail to fcntl");
        exit(1);
    }
    flag |= O_APPEND; /* 将文件状态标志添加"追加写"选项 */
    if(fcntl(fd, F_SETFL, flag) == -1){ /* 将文件状态修改为追加写 */
        perror("fail to fcntl");
        exit(1);
    }

    if(write(fd, q, strlen(q)) == -1){ /* 再次输入新内容，该内容会追加在旧内容的后面 */
        perror("fail to write");
        exit(1);
    }

    close(fd); /* 关闭文件 */

    return 0;
}