在 shell 中运行 cat 命令时文件描述符错误

Question

我正在尝试在为类 Unix 操作系统 (xV6) 编写的 shell 中实现 I/O 重定向。在我正在阅读的操作系统手册中，我发现以下代码将在 shell 中运行以执行 cat 命令：

char *argv[2];
argv[0] = "cat";
argv[1] = 0;
if(fork() == 0) {
    close(0);
    open("input.txt", O_RDONLY);
    exec("cat", argv);
}

我修改了代码以在我的 shell 中运行，该 shell 的 argv 数组位于另一个函数中，但它保留了该功能。出于某种原因，当我运行 cat < input.txt 时，shell 输出：

cat: -: Bad file descriptor
cat: closing standard input: Bad file descriptor

我还是操作系统编程的新手，所以我并不完全清楚 I/O 重定向的所有功能，但我认为我拥有的代码应该可以工作。什么可能导致问题。我有下面的 I/O 重定向代码：

case '<':
    ecmd = (struct execcmd*)cmd;
    rcmd = (struct redircmd*)cmd;

    if(fork() == 0){
      close(0);
      open("input", O_RDONLY);
      execvp(ecmd->argv[0], ecmd->argv );
    }
    runcmd(rcmd->cmd);
    break;

编辑

我做了strace -e open ls 并得到：

open("/etc/ld.so.cache",    O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libacl.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libpcre.so.3", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libattr.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
open("/proc/filesystems", O_RDONLY)     = 3
open("/usr/lib/locale/locale-archive", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
a.out  sh.c  test
+++ exited with 0 +++

编辑 2

出于某种原因，此案例的代码有效，但我不确定为什么：

case '<':
    rcmd = (struct redircmd*)cmd;
    close(rcmd->fd);
    if(open(rcmd->file, rcmd->mode) < 0){
      printf(2, "Cannot open file %s\n", rcmd->file);
      perror(rcmd->file);
      exit(1);
    }
    runcmd(rcmd->cmd);
    break;

Answer 1

您不能只关闭标准输入，然后再打开另一个文件。它不会自动成为您的新标准输入。你想要的是使用系统调用 dup2 可以将一个文件描述符“重定向”到另一个。

int fd = open("input.txt", O_RDONLY);
dup2(fd, 0); // stdin now points to fd
close(fd);

有关详细信息，请参阅man 2 dup2。请注意，open 和 dup2 都可能会失败，因此您应该检查它们的返回值，如果这是一个问题。

编辑：这实际上有时会起作用，因为POSIX 保证内核将始终分配最低的空闲文件描述符。但它不是线程安全的，一般来说只是不好的风格。我建议始终执行 dup2，即使在某些情况下您可以不使用它。