C 程序中的高级 I/O 重定向。（简单外壳）

Question

我正在设计一个简单的 shell，但我遇到了高级重定向问题。

我可以这样做：ls -al > a.txt

但我不能这样做：wc b.txt

我该怎么做？

这是我执行 i/o 重定向的地方：

char *inpu=NULL; //Inpu is a global variable.
#define CREATE_FLAGS (O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC)
#define CREATE_FLAGS1 (O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND)
#define CREATE_FLAGS2 (O_RDONLY | O_CREAT | O_APPEND)
#define CREATE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
#define MAXCHARNUM 128 
#define MAXARGNUM 32 


char *argsexec[MAXARGNUM]; /*This stores my executable arguments like cd ls.*/

void ioredirection(int f){
   int k,i,m;
   int input=-1;
   int output=-1;
   int append=-1;   
   int fdin,fdout;    

        for(k=0; k<f; k++){
            if(strcmp(argsexec[k],"<")==0){
                input=k;  // argument place of "<"
                m=1;   
        argsexec[k]=NULL;              
           }
            else if(strcmp(argsexec[k],">")==0){
                output=k; // argument place of ">"
                m=2; 
        argsexec[k]=NULL;                   
           }
            else if(strcmp(argsexec[k],">>")==0){
                append=k; // argument place of ">>"
                m=3;
        argsexec[k]=NULL;
           }
        }

           if(m==1){
            int inp1;
    fdin=open(argsexec[input+1],O_RDONLY,CREATE_MODE);
    dup2(fdin,STDIN_FILENO);
    close(fdin);
    inp1=execlp(argsexec[0],argsexec[0],NULL);
           }    

           if(m==2){          
            fdout = open(argsexec[output+1], CREATE_FLAGS, CREATE_MODE);
            dup2 (fdout, STDOUT_FILENO);
            close(fdout);
            execvp(argsexec[0],argsexec);   
           }

           if(m==3){
        fdout = open(argsexec[append+1], CREATE_FLAGS1, CREATE_MODE) ;
            dup2 (fdout, STDOUT_FILENO);
        close(fdout);
        execvp(argsexec[0],argsexec);
           }        
}

b 是这样变化的：

inpu=strtok(str," ");
while(inpu!=NULL){
  argsexec[b]=inpu;
  b++;
  inpu = strtok(NULL, " ");
}   

我用子进程调用它。

if (pid==0){  
   ioredirection(b);

我希望清楚地理解，我的完整代码真的很长，我试着像这样剪掉它。任何建议将不胜感激。

Answer 1

我通过格式化程序运行您的代码并得到（大大简化）：

void ioredirection(int f) {
    for (k over all arguments) {
        set m based on argsexec[k]
    }
    test m against 1, 2, and 3
}

因此，如果有两个（或更多）“重定向”操作，循环（for k）将设置m 两次（或更多）次。然后，循环终止，您（最终）针对三个可能值中的每一个测试一次m。

第一个问题现在应该很清楚了（但由于这是一个学校项目，我不会为你解决它:-)）。

第二个问题只有在查看对m 执行的三个测试时才清楚。在这里只看一个就足够了：

    if (m == 1) {
        int inp1;
        fdin = open(argsexec[input + 1], O_RDONLY, CREATE_MODE);
        dup2(fdin, STDIN_FILENO);
        close(fdin);
        inp1 = execlp(argsexec[0], argsexec[0], NULL);
    }

（另外两个使用execvp而不是execlp。¹）如果exec*族函数调用成功，当前进程将立即被替换，这样exec*永远不会回来。因此，如果您需要重定向两个（或更多）*_FILENO 值，则必须推迟最终的 exec* 调用，直到所有其他重定向也完成。

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¹其中一个功能不合适。好的，不要在这里跳舞：execvp 是正确的选择。 :-)

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如果重定向后面没有文件名（见下文），则会出现第三个问题。

这段代码 sn-p 的最后两个潜在问题不太明显，需要全面了解。一个是否是“真正的错误”取决于你的 shell 的简单程度。

argsexec 数组最多可容纳 128 个char * 指针值。 argsexec[0] 中的条目应该是要运行的二进制文件的名称——毕竟它是提供给execvp 的——并且要使用execvp，argsexec[0] 必须是顺序中的许多char *s 中的第一个：

• argsexec[0] 变为 argv[0]（在您调用的程序中），
• argsexec[1] 变为 argv[1]（程序的第一个参数），
• argsexec[2] 变为 argv[2]，
• 等等……直到：
• argsexec[i]，对于最小整数 i，是 NULL: 这告诉 execv* 系列函数：“好的，你现在可以停止复制了。”

让我们稍微跳过明确的错误 #3，谈谈潜在的错误 #4：这里不清楚是否有任何 argsexec[i] 已设置为 NULL。 f 到 iodirection 的参数是 last i，argsexec[i] 必须 not 是 NULL；从这段代码片段中，我们无法判断某些（大概是f+1th）argsexec[i] 是否是NULL。要使用execvp 函数，它需要是NULL。

如果有一些 I/O 重定向，您会将一些 argsexec[i] 设置为 NULL。这将终止数组并使execvp 调用正常工作。如果不是……？

这会导致潜在的错误 #5：在“真正的”Unix shell 中，您可以将 I/O 重定向放置在命令的“中间”：

prog > stdout arg1 2> stderr arg2 < stdin arg3

这运行 prog 并带有三个参数（arg1、arg2 和 arg3）。事实上，您甚至可以将重定向放在首位：

<stdin >stdout 2>stderr prog arg1 arg2 arg3

在某些 shell 中，您可以多次“重定向”（如果您不想要一个命令，甚至不需要运行命令）：

$ ls
$ > foo > bar > baz
$ ls
bar     baz     foo

（但其他 shell 禁止这样做：

$ rm *; exec csh -f
% > foo > bar > baz
Ambiguous output redirect.

并不是说 csh 是可以效仿的。 :-) )

如果——这是一个很大的“如果”——你想允许这个或类似的东西，你需要“执行并删除”每个出现的 I/O 重定向，将剩余的参数向下移动，以便 argsexec将提供给程序的各种char * 值保持“密集填充”。例如，如果len 是数组中有效的非NULL 条目的长度，那么argsexec[len] 就是NULL，那么您需要“删除”argsexec[j] 和argsexec[j + 1]（其中分别包含类似“>”的重定向和文件名），然后：

for (i = j + 2; i <= len; i++) {
    argsexec[i - 2] = argsexec[i];
}

可以解决问题（循环运行到i <= len，因此它也会复制终止的NULL）。

所以，最后，确定的错误 #3：如果重定向位于最后一个位置，argsexec[f - 1]，会发生什么？ for (k ...) 循环运行 k 从 0 到 f - 1 包括在内。如果k == f - 1、argsexec[k]是重定向时，文件名必须在argsexec[f]中。

但我们刚刚注意到（上面）argsexec[f]需要为NULL。也就是说，如果有人尝试：

ls >

那么argsexec[] 应该包含"ls"、">" 和NULL。

这就是“真正的 shell”sh 和 csh 在这种情况下所做的：

$ ls >
Syntax error: newline unexpected

% ls >
Missing name for redirect.

您将需要类似的东西：如果重定向后的文件名丢失，则拒绝尝试的方法。