C++ 了解dup2和关闭文件描述符

我发布代码只是为了我的问题的上下文。我并没有明确地寻找你来帮助修复它，我更希望了解dup2系统调用，我只是没有从手册页和其他许多stackoverflow问题中学习

    pid = fork();

    if(pid == 0) {
        if(strcmp("STDOUT", outfile)) {
            if (command->getOutputFD() == REDIRECT) {
                if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC)) == -1)
                    return false;
                command->setOutputFD(outfd);
                if (dup2(command->getOutputFD(), STDOUT_FILENO) == -1)
                    return false;
                pipeIndex++;
            }
            else if (command->getOutputFD() == REDIRECTAPPEND) {
                if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND)) == -1)
                    return false;
                command->setOutputFD(outfd);
                if (dup2(command->getOutputFD(), STDOUT_FILENO) == -1)
                    return false;
                pipeIndex++;
            }
            else {
                if (dup2(pipefd[++pipeIndex], STDOUT_FILENO) == -1)
                    return false;
                command->setOutputFD(pipefd[pipeIndex]);
            }
        }

        if(strcmp("STDIN", infile)) {
            if(dup2(pipefd[pipeIndex - 1], STDIN_FILENO) == -1)
                return false;
            command->setOutputFD(pipefd[pipeIndex - 1]);
            pipeIndex++;
        }


        if (execvp(arguments[0], arguments) == -1) {
            std::cerr << "Error!" << std::endl;
            _Exit(0);
        }

    }

    else if(pid == -1) {
        return false;
    }

ls-l>output.txt的输出意味着我关闭了错误的描述符，但是关闭了其他相关的描述符，在没有呈现错误的情况下，不会向文件提供任何输出。如
ls-l
所示，
grep“cook”
应向控制台生成输出

使用用于处理管道的文件描述符数组
有所有这些描述符的副本。描述词是什么时候掌握的
家长关门了？更重要的是，哪些描述符？这是全部吗
他们？执行命令时未使用的所有命令

文件描述符可以通过以下三种方式之一关闭：

您可以显式地对其调用
close（）
进程终止，操作系统会自动关闭所有仍然打开的文件描述符
当进程调用七个
exec（）
函数之一并且文件描述符具有
O_CLOEXEC
标志时
如您所见，大多数情况下，文件描述符将保持打开状态，直到您手动关闭它们。代码中也会发生这种情况-因为您没有指定
O\u CLOEXEC
，所以当子进程调用
execvp（）
时，文件描述符不会关闭。在子对象中，它们在子对象终止后关闭。父母也是如此。如果您希望在终止之前的任何时间发生这种情况，则必须手动调用
close（）

在子系统中处理管道时，会留下哪些描述符
由哪些进程打开？假设我执行命令：ls-l | grep
“[username]”，哪些描述符应为ls保留打开状态
过程就在管道的末端？如果是，什么时候？相同的
问题适用于grep命令

这里有一个（粗略的）想法，当您键入
ls-l | grep“username”
时，shell会做什么：

shell调用
pipe（）
来创建新管道。管道文件描述符将在下一步由子级继承
shell分叉两次，让我们调用这些进程
c1
和
c2
。我们假设
c1
将运行
ls
，
c2
将运行
grep
在
c1
中，管道的读取通道用
close（）
关闭，然后它用管道写入通道和
STDOUT\u FILENO
调用
dup2（）
，从而使写入
STDOUT
等同于写入管道。然后，调用七个
exec（）
函数中的一个开始执行
ls
ls
写入
stdout
，但由于我们将
stdout
复制到管道的写入通道，
ls
将写入管道
在
c2
中，情况正好相反：管道的写入通道关闭，然后调用
dup2（）
使
stdin
指向管道的读取通道。然后，调用七个
exec（）
函数中的一个开始执行
grep
grep
从
stdin
读取，但由于我们
dup2（）
将标准输入到管道的读取通道，
grep
将从管道读取
当我处理IO重定向到文件时，必须打开一个新文件
并复制到标准输出（我不支持输入重定向）。什么时候
这个描述符关闭了吗？我在例子中看到它被关闭了
在调用dup2之后，但是接下来会发生什么呢
如果文件已关闭，是否写入文件

因此，当您调用
dup2（a，b）
时，以下任一项均为真：


a==b
。在这种情况下，不会发生任何事情，
dup2（）
过早返回。没有关闭任何文件描述符
a！=b
。在这种情况下，必要时关闭
b
，然后使
b
引用与
a
相同的文件表条目。文件表条目是包含当前文件偏移量和文件状态标志的结构；多个文件描述符可以指向同一个文件表条目，这正是复制文件描述符时发生的情况。因此，
dup2（a，b）
具有使
a
和
b
共享相同文件表条目的效果。因此，写入
a
或
b
将最终写入同一文件。因此，关闭的文件是
b
，而不是
a
。如果
dup2（a，STDOUT\u FILENO）
，则关闭
STDOUT
，并使
STDOUT
的文件描述符指向与
a
相同的文件表条目。任何写入
stdout
的程序都将改为写入文件，因为
stdout
的文件描述符指向您复制的文件

更新：

因此，对于您的具体问题，在简要查看代码之后，我要说：

您不应该在此处调用
close（STDOUT\u FILENO）
：

if (command->getOutputFD() == REDIRECT) {
    if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC)) == -1)
        return false;
    if (dup2(outfd, STDOUT_FILENO) == -1)
        return false;
    close(STDOUT_FILENO);
}

如果关闭
stdout
，将来尝试写入
stdout
时将出现错误。这就是为什么会出现
ls:write error:Bad file descriptor
。毕竟，
ls
正在写入
stdout
，但您关闭了它。哎呀

您正在反向操作：您想关闭
outpd
。您打开了
outpd
，以便可以将
STDOUT\u FILENO
重定向到
outpd
，一旦重定向完成，您就不再需要
outpd
，您可以关闭它。但是您肯定不想关闭
stdout
，因为这样做的目的是让
stdout
ᕕ( ᐛ )ᕗ ls -l
total 68
-rwxrwxrwx 1 cook cook   242 May 31 18:31 CMakeLists.txt
-rwxrwxrwx 1 cook cook   617 Jun  1 22:40 Command.cpp
-rwxrwxrwx 1 cook cook  9430 Jun  8 18:02 ExecuteExternalCommand.cpp
-rwxrwxrwx 1 cook cook   682 May 31 18:35 ExecuteInternalCommand.cpp
drwxrwxrwx 2 cook cook  4096 Jun  8 17:16 headers
drwxrwxrwx 2 cook cook  4096 May 31 18:32 implementation files
-rwxr-xr-x 1 cook cook 25772 Jun  8 18:12 LeShell
-rwxrwxrwx 1 cook cook   243 Jun  5 13:02 Makefile
-rwxrwxrwx 1 cook cook   831 Jun  3 12:10 Shell.cpp
ᕕ( ᐛ )ᕗ ls -l > output.txt
ls: write error: Bad file descriptor
ᕕ( ᐛ )ᕗ ls -l | grep "cook"
ᕕ( ᐛ )ᕗ 

if (command->getOutputFD() == REDIRECT) {
    if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC)) == -1)
        return false;
    if (dup2(outfd, STDOUT_FILENO) == -1)
        return false;
    close(STDOUT_FILENO);
}

if (command->getOutputFD() == REDIRECT) {
    if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC)) == -1)
        return false;
    if (dup2(outfd, STDOUT_FILENO) == -1)
        return false;
    if (outfd != STDOUT_FILENO)
        close(outfd);
}

else if (command->getOutputFD() == REDIRECTAPPEND) {
    if ((outfd = open(outfile, O_CREAT | O_WRONLY | O_APPEND)) == -1)
        return false;
    if (dup2(outfd, STDOUT_FILENO) == -1)
        return false;
    if (outfd != STDOUT_FILENO)
        close(STDOUT_FILENO);
}