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在使用有名管道（Named Pipe，FIFO）时，返回的文件描述符 3 和 4 是通过 open() 系统调用打开有名管道后分配的文件描述符。文件描述符是进程用来访问打开的文件或管道的整数标识符。

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1. 文件描述符的分配规则

• 文件描述符是一个非负整数，通常是当前进程未使用的最小整数。

• 默认情况下，每个进程已经打开了三个标准的文件描述符：

  • 0：标准输入（stdin）

  • 1：标准输出（stdout）

  • 2：标准错误（stderr）

• 因此，当进程第一次打开一个文件或管道时，通常会分配文件描述符 3，第二次打开时会分配 4，依此类推。

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2. 有名管道返回 3 和 4 的场景

假设一个进程通过 open() 系统调用两次打开同一个有名管道：

int fd1 = open("/tmp/my_fifo", O_RDONLY);  // 返回 3
int fd2 = open("/tmp/my_fifo", O_WRONLY);  // 返回 4

• 第一次调用 open() 时，返回的文件描述符是 3，因为 0、1、2 已经被标准输入、输出和错误占用。

• 第二次调用 open() 时，返回的文件描述符是 4，因为 3 已经被第一次调用占用。

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3. 文件描述符的作用

• 文件描述符是进程与内核之间的桥梁，用于标识打开的文件、管道、套接字等。

• 在有名管道的场景中：

  • 文件描述符 3 可以用于从管道读取数据（如果以 O_RDONLY 模式打开）。

  • 文件描述符 4 可以用于向管道写入数据（如果以 O_WRONLY 模式打开）。

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4. 示例代码

以下是一个使用有名管道的示例代码，展示了文件描述符的分配和使用：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>int main() {// 创建有名管道mkfifo("/tmp/my_fifo", 0666);// 打开有名管道（读取端）int fd1 = open("/tmp/my_fifo", O_RDONLY);printf("Opened FIFO for reading, fd = %d\n", fd1);// 打开有名管道（写入端）int fd2 = open("/tmp/my_fifo", O_WRONLY);printf("Opened FIFO for writing, fd = %d\n", fd2);// 写入数据char *msg = "Hello, FIFO!";write(fd2, msg, 13);printf("Data written to FIFO\n");// 读取数据char buf[128];read(fd1, buf, sizeof(buf));printf("Data read from FIFO: %s\n", buf);// 关闭文件描述符close(fd1);close(fd2);// 删除有名管道unlink("/tmp/my_fifo");return 0;
}

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5. 总结

• 有名管道返回的文件描述符 3 和 4 是通过 open() 系统调用分配的。

• 文件描述符是进程访问有名管道的标识符，用于读写操作。

• 文件描述符的分配遵循最小可用整数的规则，通常从 3 开始（因为 0、1、2 已被标准输入、输出和错误占用）。