制作Linux shell时流重定向和管道

Question

我有一个在C中创建Linux shell的任务.目前,我仍然坚持实现重定向和管道.我到目前为止的代码如下.main()解析用户的输入.如果内置命令,则执行该命令.否则,标记化的输入传递给execute()(我知道我应该把内置命令拉到自己的函数中).

execute()的作用是遍历数组.如果遇到<,>或者|它应该采取适当的行动.我试图正常工作的第一件事是管道.不过,我肯定做错了,因为即使是一个烟斗也无法让它工作.例如,一个示例输入/输出:

/home/ad/Documents> ls -l | grep sh
|: sh: No such file or directory
|

我的想法是让每个方向和管道仅适用于一个案例,然后通过使函数递归,我希望在同一命令行中使用多个重定向/管道.例如,我可以做program1 < input1.txt > output1.txt或ls -l | grep sh > output2.txt.

我希望有人可以在尝试管道时指出我的错误,并且可能提供一些关于如何处理用户输入多个重定向/管道的情况的指示.

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int MAX_PATH_LENGTH = 1024; //Maximum path length to display.
int BUF_LENGTH = 1024; // Length of buffer to store user input
char * delims = " \n"; // Delimiters for tokenizing user input.
const int PIPE_READ = 0;
const int PIPE_WRITE = 1;

void execute(char **argArray){

  char **pA = argArray;
  int i = 0;
  while(*pA != NULL) {
    if(strcmp(argArray[i],"<") == 0) { 
        printf("<\n"); 
    }
    else if(strcmp(argArray[i],">") == 0) { 
        printf(">\n"); 
    }
    else if(strcmp(argArray[i],"|") == 0) {
        int fds[2];
        pipe(fds);
        pid_t pid;
        if((pid = fork()) == 0) {
            dup2(fds[PIPE_WRITE], 1);
            close(fds[PIPE_READ]);
            close(fds[PIPE_WRITE]);
            char** argList;
            memcpy(argList, argArray, i);
            execvp(argArray[0], argArray);            
        }
        if((pid = fork()) == 0) {
            dup2(fds[PIPE_READ], 0);
            close(fds[PIPE_READ]);
            close(fds[PIPE_WRITE]);
            execvp(argArray[i+1], pA);            
        }
        close(fds[PIPE_READ]);
        close(fds[PIPE_WRITE]);
        wait(NULL);
        wait(NULL);
        printf("|\n");
    }
    else { 
        if(pid == 0){
            execvp(argArray[0], argArray);
            printf("Command not found.\n");
        }
        else
            wait(NULL);*/
    }
    *pA++;
    i++;
  }
}

int main () {

  char path[MAX_PATH_LENGTH];
  char buf[BUF_LENGTH];
  char* strArray[BUF_LENGTH];
  /**
   * "Welcome" message. When mash is executed, the current working directory
   * is displayed followed by >. For example, if user is in /usr/lib/, then
   * mash will display :
   *      /usr/lib/> 
   **/
  getcwd(path, MAX_PATH_LENGTH);
  printf("%s> ", path);
  fflush(stdout);

  /**
   * Loop infinitely while waiting for input from user.
   * Parse input and display "welcome" message again.
   **/ 
  while(1) {
    fgets(buf, BUF_LENGTH, stdin);
    char *tokenPtr = NULL;
    int i = 0;
    tokenPtr = strtok(buf, delims);

    if(strcmp(tokenPtr, "exit") == 0){

        exit(0);
    }
    else if(strcmp(tokenPtr, "cd") == 0){
        tokenPtr = strtok(NULL, delims);
        if(chdir(tokenPtr) != 0){
            printf("Path not found.\n");
        }
        getcwd(path, MAX_PATH_LENGTH);
    }
    else if(strcmp(tokenPtr, "pwd") == 0){
        printf("%s\n", path);
    }
    else {
        while(tokenPtr != NULL) {
            strArray[i++] = tokenPtr;
            tokenPtr = strtok(NULL, delims);
        }
        execute(strArray);
    }

    bzero(strArray, sizeof(strArray)); // clears array
    printf("%s> ", path);
    fflush(stdout);
  }

}

Answer 1

部分问题出在管道处理代码中 - 正如您所怀疑的那样。

else if (strcmp(argArray[i], "|") == 0) {
    int fds[2];
    pipe(fds);
    pid_t pid;
    if ((pid = fork()) == 0) {
        dup2(fds[PIPE_WRITE], 1);
        close(fds[PIPE_READ]);
        close(fds[PIPE_WRITE]);
        char** argList;
        memcpy(argList, argArray, i);
        execvp(argArray[0], argArray);            
    }
    if ((pid = fork()) == 0) {
        dup2(fds[PIPE_READ], 0);
        close(fds[PIPE_READ]);
        close(fds[PIPE_WRITE]);
        execvp(argArray[i+1], pA);            
    }
    close(fds[PIPE_READ]);
    close(fds[PIPE_WRITE]);
    wait(NULL);
    wait(NULL);
    printf("|\n");
}

第一个execvp()可能是打算使用的，argList因为您刚刚在那里复制了一些材料。但是，您复制了i字节，而不是i字符指针，并且无法确保管道被破坏并替换为空指针。

memcpy(argList, argArray, i * sizeof(char *));
argList[i] = 0;
execvp(argList[0], argList);

请注意，这尚未验证 ; 上没有缓冲区溢出argList。请注意，没有为argList;分配空间。如果你使用它，你应该在执行之前分配内存memcpy()。

或者，更简单的是，您可以不使用副本。由于您位于子进程中，因此您可以简单地用argArray[i]空指针替换，而不会影响父进程或其他子进程：

argArray[i] = 0;
execvp(argArray[0], argArray);

您可能还注意到，第二次调用使用了一个看不到的execvp()变量；pA几乎可以肯定它的初始化不正确。作为一个不错的经验法则，你应该这样写：

execvp(array[n], &array[n]);

上面的调用不符合这个模式，但是如果你遵循它，你就不会出错。

您还应该有基本的错误报告，并在每个错误报告后添加一个exit(1)（或可能是_exit(1)或_Exit(1)）execvp()，以便子级在执行失败时不会继续。没有成功返回execvp()，但execvp()肯定可以返回。

最后，现在，这些调用execvp()大概应该是您进行递归调用的地方。在尝试处理其他 I/O 重定向之前，您需要先处理管道。请注意，在标准 shell 中，您可以执行以下操作：

> output < input command -opts arg1 arg2

这是常规用法，但实际上是允许的。

一件好事 - 您已确保原始文件描述符pipe()在所有三个进程（父进程和两个子进程）中都已关闭。这是您避免犯的常见错误；做得好。