使用循环在 C 中管道两个或多个 shell 命令答案

【问题标题】：Pipe two or more shell commands in C using a loop使用循环在 C 中管道两个或多个 shell 命令
【发布时间】：2020-07-03 09:13:43
【问题描述】：

我正在尝试通过 C 中的程序执行ls | wc -l，而不是使用命令行。这是我当前的工作代码：

int main() { 
   int pfds[2]; 
   pipe(pfds); 
   pid_t pid = fork(); 
   if ( pid == 0 ) { /* The child process*/ 
      close(1);
      dup(pfds[1]);
      close(pfds[0]);
      execlp("ls", "ls", NULL); 
   } else { /* The parent process*/ 
      close(0);
      dup(pfds[0]);
      close(pfds[1]);
      wait(0);
      execlp("wc", "wc", "-l", NULL); 
   } 
   return 0; 
}

如何重写此代码以使用 for 循环？

例如：

for (i=0; i<2; i++) {

    // Rewrite the 2-level pipe here

}

稍后，我想扩展 for 循环以执行更多进程，例如 a | b | c | ...

【问题讨论】：

您想使用for 循环运行ls | wc -l N 次而不是一次（在您的示例2 中）？
对于简单的双命令管道没关系，您是否尝试为未知长度的更通用管道解决这个问题？
@MarcoBonelli 是的，我正在尝试解决这个问题以获得更通用的管道
@HMemon 我想你误解了我的问题。我在问您是否要多次运行完全相同的管道进程 (ls | wc -l)。您想要那个，还是想要使用for 循环来执行更多个进程，如a | b | c | ...？不清楚你在问什么。您应该在问题中指定这一点。
@MarcoBonelli，我想使用 for 循环来执行更多的进程，就像 |乙 | c | ...

标签： c linux operating-system

【解决方案1】：

为了将多个命令连接在一起，您需要让父级保持运行以保持每个命令的fork()ing。

使用for 循环，您需要对第一个n - 1 命令执行此操作（最后一个将在主程序中执行）：

创建管道。
执行fork()。
在子进程中：用上一个管道的读端覆盖标准输入，用当前管道的写端覆盖标准输出。
在孩子中：执行execve()。
在父级中：关闭不需要的管道并保存当前管道的读取端以用于下一次迭代。

然后，循环结束后，用最后一个管道的读取端覆盖标准输入，并执行最后一个命令的execve()。

下面我写了一个简单的执行示例：

ls | wc -l | xargs printf "0x%x\n" | cowsay

它应该适用于任意数量的命令（包括仅 1 个单个命令）。

注意：为了简短起见，我没有在此代码中为 execvp() 添加错误检查，但您绝对应该在每次调用 pipe()、dup2() 后检查错误, fork() 和任何其他函数。

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define MAX_ARGC 3

int main(void) {
    char *commands[][MAX_ARGC + 1] = {
        {"ls", NULL},
        {"wc", "-l", NULL},
        {"xargs", "printf", "0x%x\n", NULL},
        {"cowsay", NULL}
    };

    size_t i, n;
    int prev_pipe, pfds[2];

    n = sizeof(commands) / sizeof(*commands);
    prev_pipe = STDIN_FILENO;

    for (i = 0; i < n - 1; i++) {
        pipe(pfds);

        if (fork() == 0) {
            // Redirect previous pipe to stdin
            if (prev_pipe != STDIN_FILENO) {
                dup2(prev_pipe, STDIN_FILENO);
                close(prev_pipe);
            }

            // Redirect stdout to current pipe
            dup2(pfds[1], STDOUT_FILENO);
            close(pfds[1]);

            // Start command
            execvp(commands[i][0], commands[i]);

            perror("execvp failed");
            exit(1);
        }

        // Close read end of previous pipe (not needed in the parent)
        close(prev_pipe);

        // Close write end of current pipe (not needed in the parent)
        close(pfds[1]);

        // Save read end of current pipe to use in next iteration
        prev_pipe = pfds[0];
    }

    // Get stdin from last pipe
    if (prev_pipe != STDIN_FILENO) {
        dup2(prev_pipe, STDIN_FILENO);
        close(prev_pipe);
    }

    // Start last command
    execvp(commands[i][0], commands[i]);

    perror("execvp failed");
    exit(1);
}

我机器上的输出（因为 ls 返回 41 == 0x29 行）：

 ______
< 0x29 >
 ------
        \   ^__^
         \  (oo)\_______
            (__)\       )\/\
                ||----w |
                ||     ||

【讨论】：