C Exeve和管道问题-如何恢复原始管道？

我一直在做一个简单的外壳，它可以做管道

下面是一些用于操作管道语法的代码

int fd[2];
int stdin_copy;
int stdout_copy;

int status;
char * msg;

if (pipe(fd) == -1) {
    perror("pipe");
    exit(1);
}
// fd[0] : process read from fd[0]
// fd[1] : process write to fd[1]

if (execok(pr_words) == 0) { /* is it executable? */
    status = fork(); /* yes; create a new process */

    if (status == -1) { /* verify fork succeeded */
        perror("fork");
        exit(1);
    } else if (status == 0) { /* in the child process... */
        stdout_copy = dup(1);

        close(1); // close standard output        
        dup(fd[1]);
        close(fd[0]);
        close(fd[1]); // close and fd[1] will be stdout 
        pr_words[l_nwds] = NULL; /* mark end of argument array */

        status = execve(path, pr_words, environ); /* try to execute it */

        perror("execve"); /* we only get here if */
        exit(0); /* execve failed... */
    }
    /*------------------------------------------------*/
    /* The parent process (the shell) continues here. */
    /*------------------------------------------------*/
    else if (status > 0) { // in the parent process....
        wait( & status); /* wait for process to end */

        if (execok(af_words) == 0) {
            if (pipe(fd2) == -1) {
                perror("pipe");
                exit(1);
            }

            status = fork();

            if (status == -1) {
                perror("fork");
                exit(1);
            } else if (status == 0) { // in the child process...
                stdin_copy = dup(0);
                close(0);
                dup(fd[0]);

                close(fd[1]);
                close(fd[0]);

                read(fd[0], readbuffer, sizeof(readbuffer));

                af_words[r_nwds] = NULL; /* mark end of argument array */
                status = execve(path, af_words, environ); /* try to execute it */

            } else if (status > 0) {
                wait( & status);

                msg = "over";
                write(2, msg, strlen(msg));
                close(fd[0]);
                close(fd[1]);
                dup2(stdin_copy, 0);
                dup2(stdout_copy, 1);
                close(stdin_copy);
                close(stdout_copy);
                printf("%s", "hi");
            }
        } else {
            /*----------------------------------------------------------*/
            /* Command cannot be executed. Display appropriate message. */
            /*----------------------------------------------------------*/
            msg = "*** ERROR: '";
            write(2, msg, strlen(msg));
            write(2, af_words[0], strlen(af_words[0]));
            msg = "' cannot be executed.\n";
            write(2, msg, strlen(msg));
        }

    }

} else {
    /*----------------------------------------------------------*/
    /* Command cannot be executed. Display appropriate message. */
    /*----------------------------------------------------------*/
    msg = "*** ERROR: '";
    write(2, msg, strlen(msg));
    write(2, pr_words[0], strlen(pr_words[0]));
    msg = "' cannot be executed.\n";
    write(2, msg, strlen(msg));
}

pr_字和af_字是包含命令、管道右侧和左侧的二维指针。（例如ls | cat->pr_words=“ls\0”，af_words=“cat\0”）

首先，我使用fork（）创建子进程，并为标准输出注册fd[1]。（并在关闭stdin之前保存stdin文件描述符）并在执行命令左侧后，进行其他子进程来处理命令右侧

类似地，我在关闭标准输出之前保存了标准输出文件描述符，并进行了fd[0]标准输入。通过使用execve函数的第一个结果的输入，我认为每个结果都会保存在fd[1]中。（因为它当前已注册为std输出）

最后，将管道输入和输出恢复为标准输出。（我不想使用dup2，但由于缺乏知识，我别无选择）

但是，在执行此代码时，在输入'ls | cat'后，没有输出。此外，我设置终端的每个条目都将打印“#”。（这意味着“#ls”或“#cat”…）但在输入上述管道命令后，该程序甚至不打印“#”

我猜这个程序的输入和输出流在处理管道命令后完全扭曲了

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我怎样才能修好它？我的意思是，我希望将第一次执行的结果保存到fd[1]中，并在使用此fd[1]执行第二次执行后，通过标准输出文件描述打印最终结果

我发现您的代码至少存在一些问题：

首先，您不应该在启动第二个进程之前等待第一个进程（）。管道中只有几KB的缓冲区，在此之后，如果第一个子进程试图继续在那里写入，shell将挂起。您需要先启动两个孩子，然后再等待他们中的每一个。只需将第一个等待（&status）呼叫向下移动到另一个呼叫旁边即可。您可能希望稍后使用waitpid或其他方法，以便知道哪个先完成，哪个状态进入哪个状态，但一旦基本工作开始，您就可以解决这个问题

其次，当您使用fork（）时，会复制程序中的所有变量和文件描述符映射。因此，您不需要在任一子进程中保存stdin或stdout，因为您在子进程中所做的任何更改都不会影响父进程。此外，由于只在子进程中初始化stdin_copy和stdout_copy，因此在第二个fork（）之后在父进程中使用的变量的版本将被取消初始化。这就是导致父shell的I/O在执行此代码后出错的原因。在第二次分叉之后，实际上不需要在父级中执行任何操作来维护原始的stdin和stdout——在此之前，您永远不会在该过程中更改它们。您可能希望从post fork父代码中删除所有这些内容：

            close(fd[0]);
            close(fd[1]);
            dup2(stdin_copy, 0);
            dup2(stdout_copy, 1);
            close(stdin_copy);
            close(stdout_copy);

第三，为什么在第二个孩子中调用execve（）之前要阅读管道？这只会将数据从管道中剥离出来，而您的执行孩子将永远看不到这些数据。这可能是导致管道本身无法工作的原因。您可能希望删除以下内容：

read(fd[0], readbuffer, sizeof(readbuffer));    

最后，这一行可能需要放在execok（）调用之前（对于另一个类似的调用也是如此）：

代码的框架应该如下所示，不进行错误处理和execok检查，如果您想知道哪个状态代码是哪个子级的，则演示waitpid（）的用法：

int child_pid[2];
child_pid[0] = fork();
if (child_pid[0] == 0) {
    // first child, close stdout and replace with pipe, then exec
} else {
    child_pid[1] = fork();
    if (child_pid[1] == 0) {
        // second child, close stdin and replace with pipe, then exec
    } else {
        // parent, and now we have the pids of the children
        waitpid(child_pid[0], &status, 0); // wait for first child
        waitpid(child_pid[1], &status, 0); // wait for second child
        // *do not* mess with stdin/stdout, they are okay here
    }
}

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我真的采纳了你的建议。然而，在阅读了你的答案之后，我还有一个问题。除了第一个，其他一切都是可以理解的。要连续编写fork（）函数吗？status1=fork（）；status2=fork（）；像这样吗？不，不要修改调用fork（）的方式，这一部分很好。您需要将fork（）之间的wait（&status）调用移动到这两个fork（）之后，因此在流程结束时，您将连续两次调用wait（&status）。

int child_pid[2];
child_pid[0] = fork();
if (child_pid[0] == 0) {
    // first child, close stdout and replace with pipe, then exec
} else {
    child_pid[1] = fork();
    if (child_pid[1] == 0) {
        // second child, close stdin and replace with pipe, then exec
    } else {
        // parent, and now we have the pids of the children
        waitpid(child_pid[0], &status, 0); // wait for first child
        waitpid(child_pid[1], &status, 0); // wait for second child
        // *do not* mess with stdin/stdout, they are okay here
    }
}