c - 使用 C 在 Linux shell 中实现输入/输出重定向

Question

我正在尝试使用 C 为 Linux 创建一个基本的 shell。我已经让它工作了，直到我尝试进行输出重定向并且它只是破坏了一切。当我运行这段代码时，它直接进入 fork() 的默认情况。我不知道为什么。如果我摆脱了子进程中的 for 循环，它就可以工作，但即使有了 for 循环，我也不明白为什么从未进入子进程。如果我将打印语句放在子进程的顶部，它不会被打印出来。

当我在命令行中运行它时，我得到提示并键入类似“ls”的内容，这在我添加 for 循环之前有效，但现在我只得到“% am i here”，如果我按回车键它只是一直给我同样的台词。我的目标是能够键入“ls > output”并让它工作。我认为输入重定向有效，但老实说我什至没有玩过它，因为我对输出重定向发生了什么感到非常困惑。任何帮助将不胜感激，我已经在 15 条线路上花费了 4 个小时试图让它工作。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define HISTORY_COUNT 20
char *prompt = "% ";

int
main()
{
int pid;
//int child_pid;
char line[81];
char *token;
char *separator = " \t\n";
char **args;
char **args2;
char **args3;
char cmd[100];
char *hp;
char *cp;
char *ifile;
char *ofile;
int check;
int pfds[2];
int i;
int j;
int current = 0;
int p = 0;
//int check;
char *hist[HISTORY_COUNT];
//char history[90];
//typedef void (*sighandler_t) (int);

args = malloc(80 * sizeof(char *));
args2 = malloc(80 * sizeof(char *));

signal(SIGINT, SIG_IGN);

while (1) {
    fprintf(stderr, "%s", prompt);
    fflush(stderr);

    if (fgets(line, 80, stdin) == NULL)
        break;


    // split up the line

    i = 0;
    while (1) {
        token = strtok((i == 0) ? line : NULL, separator);
        if (token == NULL)
            break;
        args[i++] = token;

             /* build command array */

    }
    args[i] = NULL;

    if (i == 0){
        continue;
    }

    // assume no redirections
    ofile = NULL;
    ifile = NULL;

    // split off the redirections
    j = 0;
    i = 0;
    while (1) {        //stackoverflow.com/questions/35569673
        cp = args[i++];
        if (cp == NULL)
            break;

        switch (*cp) {
        case '<':
            if (cp[1] == 0)
                cp = args[i++];
            else
                ++cp;
            ifile = cp;
            break;

        case '>':
            if (cp[1] == 0)
                cp = args[i++];
            else
                ++cp;
            ofile = cp;
            break;
    case '|':

        if(cp[1] ==0){
           cp = args[i++];
           if(pipe(pfds) == -1){
               perror("Broken Pipe");
               exit(1);
           }
       p = 1;
    }
    else{ 
       ++cp;

    }
       break;

        default:
            args2[j++] = cp;
        args3[cp++] = cp
            break;
        }
    }
    args2[j] = NULL;
    if (j == 0)
        continue;

    switch (pid = fork()) {
        case 0:
            // open stdin
            if (ifile != NULL) {
                int fd = open(ifile, O_RDONLY);

                if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -1) {
                    fprintf(stderr, "dup2 failed");
                }

                close(fd);
            }


            // open stdout
            if (ofile != NULL) {
                // args[1] = NULL;
                int fd2;


                if ((fd2 = open(ofile, O_WRONLY | O_CREAT, 0644)) < 0) {
                    perror("couldn't open output file.");
                    exit(0);
                }

                // args+=2;
                printf("okay");
                dup2(fd2, STDOUT_FILENO);
                close(fd2);
            }


        if(p == 1){        //from stackoverflow.com/questions/2784500
        close(1);
        dup(pfds[1]);
        close(pfds[0]);
        execvp(args2[0], args2);
        break;
        }


        if(strcmp(args2[0], "cd") == 0){            //cd command
            if(args2[1] == NULL){
                fprintf(stderr, "Expected argument");
            }
            else{

            check = chdir(args2[1]);

        if(check != 0){
            fprintf(stderr,"%s",prompt);

            }
           }
        break;
        }

        execvp(args2[0], args2);        /* child */
        signal(SIGINT, SIG_DFL);
        fprintf(stderr, "ERROR %s no such program\n", line);
        exit(1);
        break;

    case -1:
        /* unlikely but possible if hit a limit */
        fprintf(stderr, "ERROR can't create child process!\n");
        break;

    default:
        //printf("am I here");
    if(p==1){
        close(0);
        dup(pfds[0]);
        close(pfds[1]);
        //execvp();
    }
        wait(NULL);
        //waitpid(pid, 0, 0);
    }
}

exit(0);

Answer 1

我添加了一个单独的参数传递来捕获和记住 I/O 重定向，并将它们从传递给 child 的参数列表中删除。

这是更正后的代码[请原谅不必要的样式清理]:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

char *prompt = "% ";

int
main()
{
    int pid;
    //int child_pid;
    char line[81];
    char *token;
    char *separator = " \t\n";
    char **args;
    char **args2;
    char *cp;
    char *ifile;
    char *ofile;
    int i;
    int j;
    int err;
    //int check;
    //char history[90];
    //typedef void (*sighandler_t) (int);

    args = malloc(80 * sizeof(char *));
    args2 = malloc(80 * sizeof(char *));

    //signal(SIGINT, SIG_IGN);

    while (1) {
        fprintf(stderr, "%s", prompt);
        fflush(stderr);

        if (fgets(line, 80, stdin) == NULL)
            break;

        // split up the line
        i = 0;
        while (1) {
            token = strtok((i == 0) ? line : NULL, separator);
            if (token == NULL)
                break;
            args[i++] = token;              /* build command array */
        }
        args[i] = NULL;
        if (i == 0)
            continue;

        // assume no redirections
        ofile = NULL;
        ifile = NULL;

        // split off the redirections
        j = 0;
        i = 0;
        err = 0;
        while (1) {
            cp = args[i++];
            if (cp == NULL)
                break;

            switch (*cp) {
            case '<':
                if (cp[1] == 0)
                    cp = args[i++];
                else
                    ++cp;
                ifile = cp;
                if (cp == NULL)
                    err = 1;
                else
                    if (cp[0] == 0)
                        err = 1;
                break;

            case '>':
                if (cp[1] == 0)
                    cp = args[i++];
                else
                    ++cp;
                ofile = cp;
                if (cp == NULL)
                    err = 1;
                else
                    if (cp[0] == 0)
                        err = 1;
                break;

            default:
                args2[j++] = cp;
                break;
            }
        }
        args2[j] = NULL;

        // we got something like "cat <"
        if (err)
            continue;

        // no child arguments
        if (j == 0)
            continue;

        switch (pid = fork()) {
        case 0:
            // open stdin
            if (ifile != NULL) {
                int fd = open(ifile, O_RDONLY);

                if (dup2(fd, STDIN_FILENO) == -1) {
                    fprintf(stderr, "dup2 failed");
                }

                close(fd);
            }

            // trying to get this to work
            // NOTE: now it works :-)
            // open stdout
            if (ofile != NULL) {
                // args[1] = NULL;
                int fd2;

                //printf("PLEASE WORK");
                if ((fd2 = open(ofile, O_WRONLY | O_CREAT, 0644)) < 0) {
                    perror("couldn't open output file.");
                    exit(0);
                }

                // args+=2;
                printf("okay");
                dup2(fd2, STDOUT_FILENO);
                close(fd2);
            }

            execvp(args2[0], args2);        /* child */
            signal(SIGINT, SIG_DFL);
            fprintf(stderr, "ERROR %s no such program\n", line);
            exit(1);
            break;

        case -1:
            /* unlikely but possible if hit a limit */
            fprintf(stderr, "ERROR can't create child process!\n");
            break;

        default:
            //printf("am I here");
            wait(NULL);
            //waitpid(pid, 0, 0);
        }
    }

    exit(0);
}

---

更新:

If you're still around do you think you could help me with creating a pipe?

当然。它太大了，无法在这里发布。请参阅:http://pastebin.com/Ny1w6pUh

---

Wow did you create all 3300 lines?

是的。

我从我的另一个 SO 答案中借用了 xstr [带有错误修复和增强]。 dlk 是新的，但我做了很多，所以很容易。其中大部分是新代码。

但是...它由我以前做过的片段/概念组成:tgb、FWD、BTV、sysmagic。请注意 struct foo 的所有结构成员都带有前缀 foo_ [我的标准]。使用 DLHDEF 和 DLKDEF 来模拟继承/模板的宏“技巧”也是我[必要时]做的事情。

许多函数变量重用了我的样式:idx 用于索引变量 [我永远不会使用 i/j，而是使用 xidx/yidx] , cp 表示字符指针，cnt 表示计数，len 表示字节长度，等等。因此，我不必“思考”小东西 [战术]，可以专注于战略。

上面的idx等。阿尔。对我来说是一种“签名风格”。它不一定比其他人更好 [或更坏]。这是因为当链接器/加载器只能处理 8 个字符符号时我开始使用 C，因此简洁是关键。但是，我习惯了使用较短的名称。考虑哪个更清晰/更好:

for (fooidx = 0;  fooidx <= 10;  ++fooidx)

或者:

for (indexForFooArray = 0;  indexForFooArray <= 10;  ++indexForFooArray)

我使用 do { ... } while (0) 来避免 if/else 阶梯很多。这称为“一次性”循环。这被认为是“有争议的”，但根据我的经验，它使代码更清晰。就个人而言，我从来没有发现使用 do/while 循环的 [更标准] 用法不能用 while 或 更容易/更好地完成for 循环——YMMV。事实上，许多语言甚至根本没有 do/while。

此外，我使用小写字母，除非它是一个总是大写的 #define [或 enum]。也就是说，我使用“蛇形案例”(例如 fooidx)而不是“驼峰案例”(例如indexForFooArray)。

包含函数原型(prototype)的.proto 文件是自动生成的。这是一个巨大的节省时间的方法。 旁注:请确保您至少拥有来自外部链接的 v2，因为 Makefile 中存在错误。 make clean 会删除 .proto。 v2 不会那样做

多年来，我形成了自己的风格。事实证明，linux 内核风格是“从我那里借来的”。实际上不是 :-) 我的排在第一位。但是......他们同时提出了与我的 99% 匹配的东西:/usr/src/kernels/whatever_version/Documentation/CodingStyle。

与特定风格 [自己的] 保持一致是关键。对于给定的函数，您不必担心变量的名称、使用的缩进或空行。

这有助于读者/新开发者。他们可以阅读一些函数，了解游戏中的风格，然后走得更快，因为所有函数都具有相似的风格。

所有这些都可以让您“走得更快”，并且在第一次尝试时仍能获得高质量的代码。我也相当有经验。

此外，我的代码注释侧重于“意图”。也就是说，您希望代码在现实世界中做什么。他们应该回答“是什么/为什么”，代码是“如何”。