读取时 C 块上的 UNIX 管道答案

【问题标题】：UNIX pipes on C block on read读取时 C 块上的 UNIX 管道
【发布时间】：2012-06-13 01:18:40
【问题描述】：

我正在努力为类实现一个带有管道的 shell。

typedef struct {
    char** cmd;
    int in[2];
    int out[2];
} cmdio;

cmdio cmds[MAX_PIPE + 1];

管道中的命令被读取并存储在cmds中。

cmdio[i].in 是pipe() 返回的输入管道的文件描述符对。对于从终端输入读取的第一个命令，它只是 {fileno(stdin), -1}。 cmdin[i].out 与输出管道/终端输出类似。 cmdio[i].in 与 cmd[i-1].out 相同。例如：

$ ls -l | sort | wc

CMD: ls -l 
IN: 0 -1
OUT: 3 4

CMD: sort 
IN: 3 4
OUT: 5 6

CMD: wc 
IN: 5 6
OUT: -1 1

我们将每个命令传递给 process_command，它会做很多事情：

for (cmdi = 0; cmds[cmdi].cmd != NULL; cmdi++) {
    process_command(&cmds[cmdi]);
}

现在，在 process_command 内部：

if (!(pid_fork = fork())) {
    dup2(cmd->in[0], fileno(stdin));
    dup2(cmd->out[1], fileno(stdout));    
    if (cmd->in[1] >= 0) {
        if (close(cmd->in[1])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    if (cmd->out[0] >= 0) {
        if (close(cmd->out[0])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    execvp(cmd->cmd[0], cmd->cmd);
    exit(-1);
}

问题是从管道中读取永远阻塞：

COMMAND $ ls | wc
Created pipe, in: 5 out: 6
Foreground pid: 9042, command: ls, Exited, info: 0
[blocked running read() within wc]

如果我不与execvp 交换进程，而是这样做：

if (!(pid_fork = fork())) {
    dup2(cmd->in[0], fileno(stdin));
    dup2(cmd->out[1], fileno(stdout));
    if (cmd->in[1] >= 0) {
        if (close(cmd->in[1])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    if (cmd->out[0] >= 0) {
        if (close(cmd->out[0])) {
            perror(NULL);
        }
    }

    char buf[6];
    read(fileno(stdin), buf, 5);
    buf[5] = '\0';

    printf("%s\n", buf);
    exit(0);
}

它恰好起作用：

COMMAND $ cmd1 | cmd2 | cmd3 | cmd4 | cmd5 
Pipe creada, in: 11 out: 12
Pipe creada, in: 13 out: 14
Pipe creada, in: 15 out: 16
Pipe creada, in: 17 out: 18
hola!
Foreground pid: 9251, command: cmd1, Exited, info: 0
Foreground pid: 9252, command: cmd2, Exited, info: 0
Foreground pid: 9253, command: cmd3, Exited, info: 0
Foreground pid: 9254, command: cmd4, Exited, info: 0
hola!
Foreground pid: 9255, command: cmd5, Exited, info: 0

可能是什么问题？

【问题讨论】：

标签： c unix pipe

【解决方案1】：

你没有足够的关闭。在代码中：

if (!(pid_fork = fork())) {
    dup2(cmd->in[0], fileno(stdin));
    dup2(cmd->out[1], fileno(stdout));    
    if (cmd->in[1] >= 0) {
        if (close(cmd->in[1])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    if (cmd->out[0] >= 0) {
        if (close(cmd->out[0])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    execvp(cmd->cmd[0], cmd->cmd);
    exit(-1);
}

将管道复制到stdin 和stdout（通过fileno()）后，您需要关闭管道：

if (!(pid_fork = fork())) {
    dup2(cmd->in[0], fileno(stdin));
    dup2(cmd->out[1], fileno(stdout));    
    if (cmd->in[1] >= 0) {
        if (close(cmd->in[1])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    if (cmd->out[0] >= 0) {
        if (close(cmd->out[0])) {
            perror(NULL);
        }
    }
    close(cmd->in[0]);  // Or your error checked version, but I'd use a function
    close(cmd->out[1]);     
    execvp(cmd->cmd[0], cmd->cmd);
    exit(-1);
}

程序未完成，因为文件的写入端仍处于打开状态。另外，不要忘记如果父进程（shell）创建管道，它必须关闭管道的两端。在开始学习管道管道时，没有关闭足够多的管道可能是最常见的错误。

【讨论】：

嗯，不起作用：\ 它仍然是一样的，除了 stdin/stdout 在运行命令之前关闭，例如cat 失败并显示cat: stdin: Bad file descriptor。但即使我避免关闭标准输入/输出，行为也与以前相同。据我了解，cmd->(in|out)[(0|1)] 都与fileno(std(in|out) 引用相同的基础文件，不是吗？
嗯，每个管道都有一个读描述符和一个写描述符。据我了解，父母和孩子之间（或两个孩子之间）有两个管道。在每个子进程中，您只需要在stdin 上打开的一个管道的读取端的dup2() 和在stdout 上打开的另一个管道的写入端的dup2()；管道的所有四个原始末端都应该关闭（这让人们感到惊讶）。我不确定我们是否有足够的代码来判断还有什么问题。
谢谢乔纳森，我没有像你说的那样从父母那里关闭管道的两端。非常感谢！

【解决方案2】：

好吧，我终于解决了。

在父进程上，就在整个子fork之后，我放了：

f (cmd->in[0] != fileno(stdin)) {
    close(cmd->in[0]);
    close(cmd->in[1]);
}

然后瞧。我以前做过类似的事情，但我打错了，改用close(cmd->out[0]);。就是这样了。现在说得通了。

【讨论】：