C中的输入重定向-使用fgets从stdin读取不起作用

Question

我有一个任务，我需要在 C 中创建一个 shell。其中一项规范是在输入重定向符号 ('fgets 读取来自stdin 的输入。读取输入后，saved_stdin恢复正常输入流。

但是，在第一次重定向输入时，它可以完美运行。然后，在那之后的时间里，没有从stdin 读取任何内容。我已经尝试调试好几次，但找不到我的错误。非常感谢您的帮助！

我的代码如下，以便您能够重现错误，并帮助我纠正我的错误。另外，请确保在您运行程序的目录中创建一个名为text.txt 的文件。 text.txt的内容：

hello, how are you?

请注意，代码非常简化，我只是使用硬编码参数。在我的实际实现中，输入是由用户给出的（我 100% 确定接收输入没有任何问题）。

#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>

#define MAX_ARG_LENGTH 100

int redir_in(char **args, int in_pos);
void echo();
void reset();

// Global Variables
int saved_stdin;
bool changed_in;

int main(void)
{
    // sample arguments (args)
    char *args[MAX_ARG_LENGTH] = {"echo", "<", "text.txt"};
    // position of '<'
    int pos = 1;

    printf("output 1: ");
    if(redir_in(args, pos) == 0){
        echo();
        reset();
    }


    printf("\noutput 2: ");
    if(redir_in(args, pos) == 0){
        echo();
        reset();
    }

    printf("\nexiting...\n");

    return 0;
}

void echo()
{
    char line[MAX_ARG_LENGTH];

    while(fgets(line, MAX_ARG_LENGTH, stdin) != NULL)
        printf("%s", line);
}

// args is an array of inputted string arguments, in_pos is the index 
// of '<' in the array
int redir_in(char **args, int in_pos)
{
    char *file_name;
    file_name = args[in_pos + 1];

    int fd;
    fd = open(file_name, O_RDONLY, S_IRUSR);

    if (fd < 0)
        return -1;

    saved_stdin = dup(0);

    dup2(fd, STDIN_FILENO);
    close(fd);

    changed_in = true;

    return 0;
}

void reset()
{
    if(changed_in){
        dup2(saved_stdin, 0);
        close(saved_stdin);
        changed_in = false;
    }
}

预期输出：

output 1: hello, how are you?
output 2: hello, how are you?
exiting...

我得到的输出：

output 1: hello, how are you?
output 2: 
exiting...

Answer 1

您在这里混合了两个不同的 API —— Unix API 在 int 文件描述符（open、dup、dup2、close 和 0用于标准输入）和处理 FILE * 句柄的 C 标准 API（fgets，stdin 用于标准输入）。

这通常是个坏主意。 可能让它们相互协作，但它很脆弱，并且（不必要地）依赖于平台。

您也可以使用标准 API 重定向 stdin，我建议在一般情况下这样做。使用fopen、freopen（用于将文件附加到stdin）、fgets 和fclose。

Answer 2

对于您的问题的答案，请阅读至此答案的末尾，因为我必须对您的代码发表更多评论。

首先，您在代码中混合常量标识符和值本身，只是为了混淆您的读者？

    saved_stdin = dup(0);

    dup2(fd, STDIN_FILENO);

或者你写：

    saved_stdin = dup(STDIN_FILENO);

    dup2(fd, STDIN_FILENO);

或

    saved_stdin = dup(0);

    dup2(fd, 0);

请保持一致和连贯。

其次，如果你使用S_IFRUSR，那么你需要包含<sys/stat.h>，而你不需要。

另外，如果您将main() 声明为int main(void)，请将void echo(void) 和void reset(void) 声明为void echo() 和void reset() 意味着编译器应该允许您将echo() 传递给未定义的参数列表（用于传递变量参数的传统语法），如果您更改接口，它不会检测到可能的错误。

重定向代码应该没问题，除了不检查dup() 和dup2() 返回值之类的小问题。在我的系统 (FreeBSD 13.0) 中，stdin 在标记 EOF 后放弃为您提供更多输入，（现在 Linux 也会发生这种情况）以便能够继续从中读取（记住 stdio 是一个库，而不是一组系统调用，如open() 或close()），一旦在函数echo() 中检测到stdin 中的EOF，您应该调用clearerr(stdin);：

void echo(void)
{
    char line[MAX_ARG_LENGTH];

    while(fgets(line, MAX_ARG_LENGTH, stdin) != NULL)
        printf("%s", line);
        clearerr(stdin);   /* <--- this call allows you to read again after EOF */
}

这就是stdin 在重定向回来后不再阅读其他内容的原因。我在两个if 语句之间加入了对echo(); 的调用，以检查重定向是否返回到saved_stdin。

Answer 3

stdio 和重定向不能混用。您复制了文件描述符，但 stdio 会查看 FILE*，它不知道这些操作。一旦stdin 位于feof，它就位于feof。

使用read 而不是fgets（不要忘记对结果缓冲区进行空终止，记住它不是字符串）。或者，您可以尝试将标准输入缓冲模式设置为_IONBF 和/或每次dup 对应fd 时调用clearerr，但我没有尝试过。