C - 通过 execve 传递管道

Question

我正在为学校做一个项目，我不确定我试图解决它的方式是否可行。该项目涉及制作一个程序，分叉出 2 个孩子，然后必须用其他程序替换他们的 pid，并让 2 个孩子通过使用 read() 和 write() 通过管道交谈。

我的问题是使用 execve 并将管道传递给那个孩子。我现在所拥有的是：

父程序 - 分叉并让孩子调用 execve：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define BUF_SIZE 16

/*  2 cmd line arguments
    1. file already in system (to be copied)
    2. file to be created (the copy)
create pipe (for communication) + 2 child processes
    first child replace pid with reader
    second child with writer
    wait for both children to terminate before exiting
*/

int main(int argc, char* argv[]){

//making the pipe
int pfd[2];
pipe(pfd);

int num_dead;

//forking
pid_t reader_child_pid;
pid_t writer_child_pid;
pid_t child_pid;

//args for each fork
char *args_1[] = {argv[1], (char *) 0};
char *args_2[] = {argv[2], (char *) 0};

switch(writer_child_pid = fork()) {
    case -1:
        perror("fork failed");
        return 1;
    case 0:
        close(pfd[1]);
        dup2(pfd[0], 0);
        execve("./writer", args_2, NULL);
        perror("execve failed");
        break;
    default:
        switch(reader_child_pid = fork()) {
            case -1:
                perror("2nd fork failed");
                return 1;
            case 0:
                close(pfd[0]);
                dup2(pfd[1], 1);
                execve("./reader", args_1, NULL);
                perror("execve failed");
                break;
            default:
                //close(pfd[0]);
                //close(pfd[1]);
                break;
        }
}

num_dead = 0;

for(;;) {
    if((child_pid=wait(NULL)) == -1){
        if(errno == ECHILD) {
            printf("NO MORE CHILDREN");
            exit(0);
        } else {
            perror("wait error");
            exit(1);
        }
    }
    ++num_dead;
    printf("wait() returned 1 child");
}
}

尝试使用 dup2 重定向到标准输入和标准输出。然后在孩子们中，我尝试像这样读取和写入 stdout 和 stdin：

孩子 - 从标准输入读取数据

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

#define BUF_SIZE 16
int main(int argc, char* argv[]){
printf("\n\nWRITER\n");

    /* ready to process info
    read the file, write it to pipe */
int wri_inFile = open(argv[0], O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC | S_IRUSR | S_IWUSR);

char buf[BUF_SIZE];
int read_test;
for(;;) {
    read_test = read(0, buf, BUF_SIZE);
    if(read_test == 0) //eof
        break;
    write(wri_inFile, buf, BUF_SIZE);
}

close(wri_inFile);
exit(0);
}

我正在按照您的建议使用 dup，但我不确定我是否像我应该的那样访问 stdin 和 stdout。

--这是另一个孩子仅供参考

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

#define BUF_SIZE 16

int main(int argc, char* argv[]){

printf("\n\nREADER\n");

/* ready to process info
    read the file, write it to pipe */
printf("FILE::%s", argv[0]);
int inFile = open(argv[0], O_RDONLY);

char buf[BUF_SIZE];
int read_test;
for(;;) {
    read_test = read(inFile, buf, BUF_SIZE);
    if(read_test == 0) //eof
        break;
    write(1, buf, BUF_SIZE);
}
close(argv[0][1]);
close(inFile);
printf("\nDONE WITH READER\n");
exit(0);
}

--如果它有任何区别，似乎另一个孩子（写入管道的那个）正在成功写入它，但上面的孩子从未从管道中读取并且上面的 outFile 总是空的。

* *仍然发生同样的事情

我不是在找你为我解决问题，我只是真的被卡住了，不知道我是否做错了什么。再次感谢您的任何帮助。

我正在积极寻找可以使用的示例，但我找不到任何显示他们执行的孩子们的代码的代码，这就是我现在的问题所在。

Answer 1

使用管道时，必须确保进程没有保持管道打开（除非进程实际上正在使用管道）。特别是，在这种情况下，父进程必须关闭管道的两端，否则读取器将永远不会得到 EOF 指示。

在更仔细地阅读其他两个程序之后，我看到读取器程序读取它给定的文件并将该内容写入管道，而写入器程序将它从管道读取的数据写入给定的文件。

此代码是关于将起作用的最小更改：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

/*  2 cmd line arguments
    1. file already in system (to be copied)
    2. file to be created (the copy)
create pipe (for communication) + 2 child processes
    first child replace pid with reader
    second child with writer
    wait for both children to terminate before exiting
*/

int main(int argc, char* argv[])
{
    //making the pipe
    int pfd[2];
    pipe(pfd);      // Error check omitted!
    int num_dead;

    //forking
    pid_t reader_child_pid;
    pid_t writer_child_pid;
    pid_t child_pid;

    if (argc != 3)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s infile outfile\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    //args for each fork
    char *args_1[] = { "reader", argv[1], (char *) 0 };
    char *args_2[] = { "writer", argv[2], (char *) 0 };

    switch (writer_child_pid = fork()) {
        case -1:
            perror("fork failed");
            return 1;

        case 0:
            // writer reads from standard input (pipe) and writes to named file
            dup2(pfd[0], 0);  // Error check omitted
            close(pfd[0]);
            close(pfd[1]);
            execve("./writer", args_2, NULL);
            perror("execve failed");
            return 1;

        default:
            switch (reader_child_pid = fork()) {
            case -1:
                perror("2nd fork failed");
                return 1;

            case 0:
                //reader reads from the named file and writes to the pipe
                dup2(pfd[1], 1);
                close(pfd[0]);
                close(pfd[1]);
                execve("./reader", args_1, NULL);
                perror("execve failed");
                return 1;

            default:
                // The parent closes both ends of the pipe
                close(pfd[0]);
                close(pfd[1]);
                break;
        }
    }

    num_dead = 0;

    for(;;) {
        if ((child_pid = wait(NULL)) == -1){
            if (errno == ECHILD) {
                printf("NO MORE CHILDREN\n");
                exit(0);
            } else {
                perror("wait error");
                exit(1);
            }
        }
        ++num_dead;
        printf("wait() returned 1 child (%d)\n", (int)child_pid);
    }
    return(0);
}

请注意，每个子级和父级在完成工作之前都会关闭管道文件描述符。

我可能不会将嵌套开关用于控制流，我可能会使用函数来处理每个子级的处理：

if ((child1 = fork()) == -1)
    ...error...
else if (child1 == 0)
    launch_reader(pfd, args_1);
else if ((child2 = fork()) == -1)
    ...error...
else if (child2 == 0)
    launch_writer(pfd, args_2);

...parent...

我还会有一个函数来封装“报告错误并退出”，即使它只有两行长。另外，printf()如果您确实希望消息及时出现，请确保消息以换行符结尾。