在 shell 中运行 cat 命令时出现错误的文件描述符

Question

我正在尝试在我为类 Unix 操作系统 (xV6) 编写的 shell 中实现 I/O 重定向。在我为操作系统阅读的手册中，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，它的 argv 数组位于另一个函数中，但它保持了功能。出于某种原因，当我运行cat < input.txtshell 输出时：

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

我还是 OS 编程的新手，所以我对 I/O 重定向的所有功能不是很清楚，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

你不能只关闭标准输入然后打开另一个文件。它不会自动成为您的新标准输入。您想要的是使用可以将文件描述符“重定向”到另一个的系统调用 dup2。

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

有关更多信息，请参阅man 2 dup2。请注意， open 和 dup2 都可能失败，因此如果这是一个问题，您应该检查它们的返回值。

编辑：有时这实际上会起作用，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，一般来说只是糟糕的风格。我建议始终执行 dup2，即使在某些情况下您可以不使用它。