c - c linux中的管道连接3个进程以执行命令

Question

我的任务是编写一个执行命令“ ls -l / bin / ?? | grep rwxr-xr-x | sort”的C程序。有3个子进程，其中每个子进程分别执行一个命令，并将结果通过管道发送到下一个子进程。我使用的是debian的瑞典语修改版本，因此错误消息是瑞典语，但我将翻译错误信息，其内容类似于：排序：失败至状态-：未知fileidentifier。

也许是我的管道无法正常工作，我不太了解close（）命令。我很确定错误来自管道。如果有人可以运行该程序并获得英语错误消息，将不胜感激。

#include <stdio.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <assert.h> 
#include <errno.h> 
#include <string.h> 


int main() 
{ 
    int ret;  
    int fds1[2], fds2[2], fds3[2]; 
    char buf[20]; 

    pid_t pid; 

    ///initiating pipes 
    ret=pipe(fds1); 

    if(ret == -1){ 
        perror("could not pipe"); 
        exit(1); 
    } 

    ret=pipe(fds2); 

    if( ret == -1){ 
        perror("could not pipe"); 
        exit(1); 
    } 

    ret=pipe(fds3); 

    if (ret == -1){ 
        perror("could not pipe"); 
        exit(1); 
    } 

    pid=fork(); 

    if(pid==-1){ 

        fprintf(stderr,"fork failed"); 
        exit(0); 
    } 

    if(pid==0){ 
        ///CHILD 1 

        close(1); 
        dup(fds1[1]); 

        close(fds1[0]); 
        close(fds1[1]); 

        close(0); 
        execlp("/bin/sh","bin/sh", "ls-l /bin/??", (char *)NULL); 
    } 
    else{ 
        wait(0); 
    } 

    pid=fork(); 

    if(pid==-1){ 

        fprintf(stderr,"fork failed"); 
        exit(0); 
    } 

    if(pid==0){ 

        close(0); 
        dup(fds1[0]); 

        close(fds1[0]); 
        close(fds1[1]); 

        close(1); 
        dup(fds2[1]); 

        close(fds2[0]); 
        close(fds2[1]); 

        execlp("/usr/share/grep/", "grep", "rwxr-xr-x", NULL); 
    } 
    else{ 
        wait(0); 
    } 

    close(fds1[0]); 
    close(fds1[1]); 

    pid=fork(); 

    if(pid==-1){ 

        fprintf(stderr,"fork failed"); 
        exit(0); 
    } 

    if(pid==0){ 

        close(0); 
        dup(fds2[0]); 
        close(fds2[0]); 
        close(fds2[1]); 

        execlp("sort", "sort", NULL);
    } 
    else{ 
        wait(0); 
    } 

    close(fds2[0]); 
    close(fds2[1]); 
}  

Answer 1

您的代码有几个问题，但是在讨论它们之前，让我向您介绍我最喜欢的预处理器宏之一：

#define DO_OR_DIE(x, s) do { \
    if ((x) < 0) { \
        perror(s); \
        exit(1);   \
    } \
} while (0)

在适当的地方使用此宏可以通过替换所有样板错误检查来澄清代码。例如，这：

ret=pipe(fds1); 

if(ret == -1){ 
    perror("could not pipe"); 
    exit(1); 
}

变得公正

DO_OR_DIE(pipe(fds1), "pipe");

这使得查看和关注代码的关键部分变得容易得多，并且键入起来也更加容易。结果，它也减少了跳过错误检查的诱惑，例如对 dup()的调用。



现在，关于您的代码。对我来说，它不仅表现出您现在在问题中描述的一种不当行为，还表现出三种：


它发出错误消息“ bin / sh：ls-1 / bin / ??：没有这样的文件或目录”。
它发出您描述的错误消息，“ sort：stat失败：-：错误的文件描述符”。
它不会终止。


第一条错误消息与您第一次 execlp()调用的参数中的多个问题有关。如果要启动外壳并指定要运行的命令（而不是从中读取命令的文件），则必须将 -c选项传递给它。此外，您还省略了 ls及其参数之间的强制空格。看起来您想要这样：

execlp("/bin/sh","sh", "-c", "ls -l /bin/??", (char *)NULL); 

暂时不考虑第二个问题，让我们谈谈终止失败的问题。您在这方面有几个问题，属于以下类别：


保持管道末端敞开，应确保其封闭
在错误的地方调用 wait()


在两个进程之间建立管道时，通常要确保管道的任一端都没有打开的文件描述符，只有一个进程所拥有的写端上有一个打开文件描述符，而一个进程所拥有的读端上没有打开的文件描述符。其他过程。每一端应在一个过程中完全打开一次。由于连接的进程总是从其父进程继承这些文件描述符，因此父进程必须关闭其副本（除非如果父进程本身是正在通信的进程之一，否则父进程希望保持打开状态）。

在关闭写入端上所有打开的文件描述符之前，管道读取端上的进程将看不到该管道上的EOF。如果未完全关闭管道的写入端，则正在运行诸如 grep和 sort之类的程序的子进程将无限期地挂起这些程序，例如 wait()和 execlp()。

当读取管道的孩子也拥有该管道写端的副本（未使用），或者如果其兄弟姐妹拥有副本时，这可能是一个特别不正常的问题。

另外，流水线的全部要点是所涉及的进程可以同时运行。如果在启动下一个之后先 if，然后再启动下一个，则至少可以防止此类并发。但是，更糟糕的是，这也可能导致程序挂起，因为管道的缓冲区容量有限。如果子进程正在将输出写入管道，但没有人正在读取该输出，则管道的缓冲区可以填满容量，此时子进程将阻塞。如果父母在启动将排空管道的过程之前等待孩子完成，那么您将陷入僵局。因此，您应该首先启动管道中的所有进程，然后等待所有进程。

在您的代码中修复了此类问题后，我发现该程序为我发出了另一个错误：


  execlp：没有这样的文件或目录


（此消息的详细信息来自于我的修复程序的性质。）这尤其应引起关注，因为如果 execlp()失败，则它将在调用它的过程中返回。在您的情况下，控件将直接从您的 exit()语句中落入仅用于父级执行的代码中。因此，必须处理 _Exit()中的错误。至少，此后立即添加对 grep或 "/usr/share/grep/"的呼叫。

但是出什么事了？好吧，这次是 /。请注意，您指定了以 /usr/bin/grep执行的命令-尾随 execlp是错误的，并且路径本身是可疑的。在我的系统上，正确的路径是 dup()，但是由于我们使用的是 dup2()，它可以解析路径中的可执行文件，因此我们也可以完全省略该路径：

execlp("grep", "grep", "rwxr-xr-x", (char *) NULL);

等等！进行更正后，您的程序会为我运行。



附加建议：当您关心要复制的文件描述符号是什么（例如，当您尝试复制到标准流之一）时，请不要使用 。为此，使用 ，它的另一个优点是您不需要先关闭指定的文件描述符。