执行 ls | c 程序中的 wc linux 命令使用 2 个进程通过管道进行通信

Question

我目前在进行以下练习时遇到问题：

我想用以下程序“模仿”linux bash 中的管道命令行 ls | wc。我做的是：

创建管道
创建 reader child 和作家 child
作者child关闭管道的读取端并将其标准输出重定向到管道的写入端
reader child 关闭管道的写入端并使管道的读取端成为他的标准输入
both children do an exec, writer 执行 ls 程序，通过管道将输出传递给执行 wc 程序的 reader那个输出。

当我在 linux 终端中执行 ls | wc 时，我得到以下结果：

8      8     101

但是如果我执行我的程序，我会得到以下结果：

0      0      0

这是我的程序：

#include <stdlib.h> 
#include <errno.h> 
#include <stdio.h>
#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
#include <string.h> 
#include <sys/wait.h>
#include <libgen.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>

int main(void){
        int mypipe[2];
        pid_t pid1, pid2;

        if (pipe(mypipe)<0)
                perror ("pipe error"), exit(1);
        if ((pid1=fork())<0)
                perror ("fork error"), exit(1);

        else if (pid1==0) {
                //reader child
                close (mypipe[1]);
                if (dup2(mypipe[0], STDIN_FILENO)!=STDIN_FILENO)
                        perror ("dup2 error"), exit(1);
                close (mypipe[0]); 
                if (execlp("wc", "wc", NULL)<0)
                        perror("execlp1 error"), exit(1);
                else {  //pid >0, parent
                        if ((pid2=fork())<0)
                                perror ("fork error"), exit(2);
                        else if (pid2==0) {     
                                //writer child
                                close(mypipe[0]);
                                if (dup2(mypipe[1], STDOUT_FILENO) != STDOUT_FILENO)
                                        perror("dup2 error"), exit(1);
                                close (mypipe[1]);
                                if (execlp("ls", "ls", NULL)<0)
                                        perror ("execlp error"), exit(1);
                        }
                        else {  //parent
                                close(mypipe[0]);
                                close(mypipe[1]);

                                waitpid(pid1, NULL, 0);
                                waitpid(pid2, NULL, 0);
                                exit(0);
                        }
                }
        }
return 0;
}

我做错了什么？预先感谢您的回答！

Answer 1

您的代码很混乱。你有很多不相关的headers，重复#include <errno.h>。在 main() 函数中，您有：

int main(void)
{
    int mypipe[2];
    pid_t pid1, pid2;

    if (pipe(mypipe) < 0)
        perror("pipe error"), exit(1);
    if ((pid1 = fork()) < 0)
        perror("fork error"), exit(1);
    else if (pid1 == 0)
    {   
        // reader child
        close(mypipe[1]);
        if (dup2(mypipe[0], STDIN_FILENO) != STDIN_FILENO)
            perror("dup2 error"), exit(1);
        close(mypipe[0]);
        if (execlp("wc", "wc", NULL) < 0)
            perror("execlp1 error"), exit(1);
        else            // pid >0, parent
        {   
            …
        }
    }
    return 0;
}

else if (pid1 == 0) 子句由child 执行。它关闭管道的写入端，将读取端复制到标准输入并关闭管道的读取端。然后它在 wc 上执行 execlp()。只有代码执行失败 wc 才会执行 else 子句，然后只有管道的读取端保持打开状态。同时，原来的进程简单地退出。这将关闭管道，因此 wc 命令没有输入，结果报告 0 0 0。

您需要重写代码。 parent 进程应该等到它的 children 都执行。尤其是在调试的时候，不要忽视children的退出状态，应该报出来。

这是一些有效的代码。请注意，它避免了繁琐的决策树——它是 if / else if / … / else 代码的线性序列。一般来说，这比繁琐的 multi-level 条件集更容易理解。

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

int main(void)
{
    int fd[2];
    pid_t pid1, pid2;

    if (pipe(fd) < 0)
        perror("pipe error"), exit(1);
    else if ((pid1 = fork()) < 0)
        perror("fork error"), exit(1);
    else if (pid1 == 0)
    {
        /* ls */
        dup2(fd[1], STDOUT_FILENO);
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
        execlp("ls", "ls", (char *)0);
        perror("exec ls");
        exit(1);
    }
    else if ((pid2 = fork()) < 0)
        perror("fork error"), exit(1);
    else if (pid2 == 0)
    {
        /* wc */
        dup2(fd[0], STDIN_FILENO);
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
        execlp("wc", "wc", (char *)0);
        perror("exec wc");
        exit(1);
    }
    else
    {
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);
        int status1;
        int status2;
        int corpse1 = waitpid(pid1, &status1, 0);
        int corpse2 = waitpid(pid2, &status2, 0);
        printf("ls: pid = %d, corpse = %d, exit status = 0x%.4X\n", pid1, corpse1, status1);
        printf("ls: pid = %d, corpse = %d, exit status = 0x%.4X\n", pid2, corpse2, status2);
    }
    return 0;
}

在我的机器上生成的程序 pipe41 的示例运行：

$ pipe41
     175     175    1954
ls: pid = 44770, corpse = 44770, exit status = 0x0000
ls: pid = 44771, corpse = 44771, exit status = 0x0000
$ ls | wc
     175     175    1954
$

执行 ls | c 程序中的 wc linux 命令使用 2 个进程通过管道进行通信

Executing the ls | wc linux command in c program using 2 processes communicating trough a pipe

c

linux

pipe

process

dup