c - 带重定向的fgets()调用获取异常数据流

Question

我正准备用C语言写一个shell。下面是源代码:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>

int
getcmd(char *buf, int nbuf)
{
  memset(buf, 0, nbuf);
  fgets(buf, nbuf, stdin);
  printf("pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
  printf("buf: %s", buf);
  if(buf[0] == 0) {// EOF
    printf("end of getcmd\n");
    return -1;
  }
  return 0;
}

int
main(void)
{
  static char buf[100];
  int fd, r, ret;

  // Read and run input commands.
  while((ret = getcmd(buf, sizeof(buf))) >= 0){
    if(fork() == 0)
      exit(0);
    wait(&r);
  }
  exit(0);
}

当我执行已编译的可执行文件并将标准输入重定向到名为 t.sh 的文件时，其内容为“1111\n2222\n”，如 ./myshell < t.sh，输出为:

pid: 2952, ppid: 2374
buf: 1111
pid: 2952, ppid: 2374
buf: 2222
pid: 2952, ppid: 2374
buf: 2222
pid: 2952, ppid: 2374
buf: end of getcmd

显然，函数 getcmd() 得到 3 行(1111、2222、2222)，而 t.sh 中只有 2 行。当在 t.sh 中放入更多行时，这些情况会变得更糟。

而主进程是唯一执行getcmd的进程，我们可以通过pid的输出来判断。

顺便说一句，我发现如果去掉wait(&r)这行代码，输出可以正常。

Answer 1

wait确保子进程在父进程完成文件之前有时间运行。如果我strace Linux下的文件，我得到

% strace -f ./a.out
[lots of stuff]
wait4(-1, strace: Process 29317 attached
 <unfinished ...>
[pid 29317] lseek(0, -2, SEEK_CUR)      = 0
[pid 29317] exit_group(0)               = ?
[pid 29317] +++ exited with 0 +++
<... wait4 resumed> [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], 0, NULL) = 29317
--- SIGCHLD {si_signo=SIGCHLD, si_code=CLD_EXITED, si_pid=29317, si_uid=1000, si_status=0
    _utime=0, si_stime=0} ---
[lots of stuff]

子进程倒带标准输入作为fork 之后的第一个操作之一。 ，之后它会立即退出。具体来说，它从流中倒回与 fgets 读入的字节一样多的字节。进入缓冲区但仍未使用。 libc 在 fork 后自动执行此操作。我还看到 child 进程刷新了 stdout .

我不确定对此有何看法...但很明显，如果您想编写一个 shell，您绝不能使用 <stdio.h> 与标准流进行交互 完全。如果lseek 没有发生，那么子进程将看到最多 4095 个字节的 stdin被跳过!您必须始终只使用 read和 write来自 <unistd.h>反而。或者，您可能会幸运地将以下调用添加到 main 的开头在从 stdin 读取任何内容之前:

if (setvbuf(stdin, NULL, _IONBF, 0) != 0) {
    perror("setvbuf:");
   exit(1);
}

这将设置 stdin流式传输到非缓冲模式，所以它不应该读取太多。尽管如此，Linux manual page for fgets 说:

It is not advisable to mix calls to input functions from the stdio library with low-level calls to read(2) for the file descriptor associated with the input stream; the results will be undefined and very probably not what you want.

顺便说一句，如果 stdin 则无法复制来自管道:

% echo -e '1\n2' | ./a.out  
pid: 498, ppid: 21285
buf: 1
pid: 498, ppid: 21285
buf: 2
pid: 498, ppid: 21285
buf: end of getcmd

但这自然会使另一个问题变得明显 - child 看到输入被跳过。

---

附言

您永远不会检查 fgets 的返回值因此您不知道何时会发生读取错误。

If a read error occurs during the operation, the array contents are indeterminate and a null pointer is returned.