c - C 中通过管道重定向 stdin 和 stdout 适用于外部程序，但不适用于递归调用

Question

我正在尝试通过 C 中的 stdin 和 stdout 的管道重定向与 fork 子进程进行通信。我已经设法让它适用于在子进程中执行的 shell 命令(例如 ls )。但是，我无法递归执行相同的程序并通过管道将输出(由 printf() 、 fprintf() 打印到 stdout ，...)重定向到父进程(在此测试中)到父级的 stdout )，尽管这对于 ls 效果很好。或类似的命令。

以下是我尝试解决此问题的方法:

• 我创建了一个管道，读端是给父进程的，子进程应该写到写端。
• 进程 fork ，两个进程分别关闭未使用的一端。
• 管道的写入端被重定向到STDOUT_FILENO并关闭
• 子进程递归执行程序(称为./to2)

如上所述，如果我执行 ls ，这确实有效。在子进程中，但如果我尝试递归调用同一程序则不会。这是我的测试程序，我试图让它发挥作用:

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


static void usage(void){
    fprintf(stderr,"RIP");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(int argc, char *argv[]){   
    if(argc > 1){
        dprintf(STDOUT_FILENO,"Please work\n"); 
        printf("\n THIS IS A MESSAGE FROM THE CHILD \n");
        fputs("Pretty Please!\n",stdout);
        fflush(stdout);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    int p1[2];
    if(-1 == pipe(p1)) { 
        fprintf(stderr,"pipe\n");
        fprintf(stderr,"%s\n",strerror(errno));
        usage();    
    }
    int f = fork();
    if(f == 0){
        close(p1[0]);
        if(dup2(p1[1],STDOUT_FILENO) < 0){
            fprintf(stderr,"dup2\n");
            usage();
        }
        close(p1[1]);

        //I want this to work:
        //execlp("./to2", "./to2", "-e");

        //This works fine:
        execlp("ls", "ls");

        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else if (f == -1) {
        usage();
    } else  {
        close(p1[1]);
        int w = -1;
        if(-1 == wait(&w)) usage();
        char b[12];
        memset(b,0,12); 
        read(p1[0],&b,12);

        char reading_buf[1];

        while(read(p1[0], reading_buf, 1) > 0){ 
            write(1, reading_buf, STDOUT_FILENO);
        }
        close(p1[0]);
    }
}   

出于测试目的，使用附加参数递归调用该函数，而在不使用附加参数的情况下调用父程序(因此是 if(argc>1) )。在最终的程序中，通过其他方式避免了无限递归。

我是不是理解错了什么？我很困惑，唯一不起作用的是重定向我自己的输出程序...

提前非常感谢您，非常感谢任何帮助或想法。

Answer 1

主要问题正如评论中所概述的那样 - 您没有调用 execlp()正确(也不是替代方案中的 ls)。您必须将这些函数调用的最后一个参数设置为显式空指针，如以下代码所示，这是问题中内容的大部分经过轻微编辑的版本:

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

static void usage(void)
{
    fprintf(stderr, "RIP\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc > 1)
    {
        dprintf(STDOUT_FILENO, "Please work\n");
        printf("THIS IS A MESSAGE FROM THE CHILD\n");
        fputs("Pretty Please!\n", stdout);
        fflush(stdout);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    int p1[2];
    if (-1 == pipe(p1))
    {
        fprintf(stderr, "pipe: %s\n", strerror(errno));
        usage();
    }
    int f = fork();
    if (f == 0)
    {
        close(p1[0]);
        if (dup2(p1[1], STDOUT_FILENO) < 0)
        {
            fprintf(stderr, "dup2: %s\n", strerror(errno));
            usage();
        }
        close(p1[1]);
        execlp(argv[0], argv[0], "-e", (char *)0);
        fprintf(stderr, "failed to exec %s again\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else if (f == -1)
    {
        usage();
    }
    else
    {
        close(p1[1]);
        char b[13];
        memset(b, 0, 13);
        if (read(p1[0], &b, 12) < 0)
        {
            fprintf(stderr, "Failed to read from pipe (%s)\n", strerror(errno));
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        int len = strcspn(b, "\n");
        printf("M1 [%.*s]\n", len, b);

        char reading_buf[1];

        while (read(p1[0], reading_buf, 1) > 0)
        {
            write(1, reading_buf, STDOUT_FILENO);
        }
        close(p1[0]);
        int w = -1;
        if (-1 == wait(&w))
            usage();
    }
    return 0;
}

应强调两个重要的变化:

• 此代码回显第一行数据 - 由 dprintf() 写入的数据 - 而原始代码只是读取它并丢弃它。
• wait() 调用是在输入之后，而不是之前。如果子进程要写入的数据多于一组固定消息，则它可能会阻塞等待父进程读取某些数据，而父进程则被阻塞等待子进程退出。这将陷入僵局。

usage() 函数的命名不恰当——它没有报告如何运行程序。如果子进程执行 execlp() 失败，我也会以失败状态退出，而不是成功。

在特殊情况下，wait() 调用可能会报告除 fork 子进程之外的某个子进程的退出状态。通常最好使用循环来收获此类子项。然而，所需的情况非常特殊 - 使用 exec*() 函数启动父进程的进程必须先前创建了一些它没有等待的子进程，以便它们被父进程继承。父进程(因为 PID 在 exec*() 调用中不会改变)。