Tendo problemas com a forquilha (), tubo (), dup2 () e exec () em C

Question

Aqui está o meu código:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
#include <readline/readline.h>

#define NUMPIPES 2

int main(int argc, char *argv[]) {
    char *bBuffer, *sPtr, *aPtr = NULL, *pipeComms[NUMPIPES], *cmdArgs[10];
    int fdPipe[2], pCount, aCount, i, status, lPids[NUMPIPES];
    pid_t pid;

    pipe(fdPipe);

    while(1) {
        bBuffer = readline("Shell> ");

        if(!strcasecmp(bBuffer, "exit")) {
            return 0;
        }

        sPtr = bBuffer;
        pCount = -1;

        do {
            aPtr = strsep(&sPtr, "|");
            pipeComms[++pCount] = aPtr;
        } while(aPtr);

        for(i = 0; i < pCount; i++) {
            aCount = -1;

            do {
                aPtr = strsep(&pipeComms[i], " ");
                cmdArgs[++aCount] = aPtr;
            } while(aPtr);

            cmdArgs[aCount] = 0;

            if(strlen(cmdArgs[0]) > 0) {
                pid = fork();

                if(pid == 0) {
                    if(i == 0) {
                        close(fdPipe[0]);

                        dup2(fdPipe[1], STDOUT_FILENO);

                        close(fdPipe[1]);
                    } else if(i == 1) {
                        close(fdPipe[1]);

                        dup2(fdPipe[0], STDIN_FILENO);

                        close(fdPipe[0]);
                    }

                    execvp(cmdArgs[0], cmdArgs);
                    exit(1);
                } else {
                    lPids[i] = pid;

                    /*waitpid(pid, &status, 0);

                    if(WIFEXITED(status)) {
                        printf("[%d] TERMINATED (Status: %d)\n",
                            pid, WEXITSTATUS(status));
                    }*/
                }
            }
        }

        for(i = 0; i < pCount; i++) {
            waitpid(lPids[i], &status, 0);

            if(WIFEXITED(status)) {
                printf("[%d] TERMINATED (Status: %d)\n",
                    lPids[i], WEXITSTATUS(status));
            }
        }
    }

    return 0;
}

(O código foi atualizado para refletir que as alterações propostas por duas respostas abaixo, ele ainda não funciona como deveria ...)

Aqui está o caso de teste onde esta falha:

nazgulled ~/Projects/SO/G08 $ ls -l
total 8
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled  7181 2009-05-27 17:44 a.out
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled   754 2009-05-27 01:42 data.h
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled  1305 2009-05-27 17:50 main.c
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled   320 2009-05-27 01:42 makefile
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled 14408 2009-05-27 17:21 prog
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled  9276 2009-05-27 17:21 prog.c
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled 10496 2009-05-27 17:21 prog.o
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled    16 2009-05-27 17:19 test
nazgulled ~/Projects/SO/G08 $ ./a.out 
Shell> ls -l|grep prog
[4804] TERMINATED (Status: 0)
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled 14408 2009-05-27 17:21 prog
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled  9276 2009-05-27 17:21 prog.c
-rwxr-xr-x 1 nazgulled nazgulled 10496 2009-05-27 17:21 prog.o

O problema é que eu deveria voltar para a minha shell depois disso, eu deveria ver "Shell>" à espera de mais de entrada. Você pode também aviso que você não vê uma mensagem semelhante à "[4804] TERMINADO (Status: 0)". (Mas com um PID diferente), o que significa que o segundo processo não terminar

Eu acho que tem algo a ver com grep, porque isso funciona:

nazgulled ~/Projects/SO/G08 $ ./a.out 
Shell> echo q|sudo fdisk /dev/sda
[4838] TERMINATED (Status: 0)

The number of cylinders for this disk is set to 1305.
There is nothing wrong with that, but this is larger than 1024,
and could in certain setups cause problems with:
1) software that runs at boot time (e.g., old versions of LILO)
2) booting and partitioning software from other OSs
   (e.g., DOS FDISK, OS/2 FDISK)

Command (m for help): 
[4839] TERMINATED (Status: 0)

Você pode facilmente ver duas "Terminar" mensagens ...

Então, o que há de errado com o meu código?

Answer 1

Mesmo após o primeiro comando de suas saídas de dutos (e Thust fecha stdout=~fdPipe[1]), o pai ainda tem fdPipe[1] aberto.

Assim, o segundo comando do oleoduto tem uma stdin=~fdPipe[0] que nunca fica um EOF, porque a outra extremidade do tubo ainda está aberta.

Você precisa criar uma nova pipe(fdPipe) para cada |, e certifique-se de fechar os dois pontos finais no pai; i.

for cmd in cmds
    if there is a next cmd
        pipe(new_fds)
    fork
    if child
        if there is a previous cmd
            dup2(old_fds[0], 0)
            close(old_fds[0])
            close(old_fds[1])
        if there is a next cmd
            close(new_fds[0])
            dup2(new_fds[1], 1)
            close(new_fds[1])
        exec cmd || die
    else
        if there is a previous cmd
            close(old_fds[0])
            close(old_fds[1])
        if there is a next cmd
            old_fds = new_fds
if there are multiple cmds
    close(old_fds[0])
    close(old_fds[1])

Além disso, para ser mais seguro, você deve lidar com o caso de fdPipe e {STDIN_FILENO,STDOUT_FILENO} sobreposição antes de realizar qualquer das operações close e dup2. Isso pode acontecer se alguém conseguiu iniciar a sua concha com stdin ou stdout fechado, e irá resultar em uma grande confusão com o código aqui.

Editar

   fdPipe1           fdPipe3
      v                 v
cmd1  |  cmd2  |  cmd3  |  cmd4  |  cmd5
               ^                 ^
            fdPipe2           fdPipe4

Além de ter certeza que você fechar os terminais da tubulação no pai, eu estava tentando fazer o ponto que fdPipe1, fdPipe2, etc. não pode ser o mesmo pipe().

/* suppose stdin and stdout have been closed...
 * for example, if your program was started with "./a.out <&- >&-" */
close(0), close(1);

/* then the result you get back from pipe() is {0, 1} or {1, 0}, since
 * fd numbers are always allocated from the lowest available */
pipe(fdPipe);

close(0);
dup2(fdPipe[0], 0);

Eu sei que você não use close(0) em seu código presente, mas o último parágrafo está avisando que atente para este caso.

Editar

A seguir mínima alteração ao seu código faz com que funcione no caso não específico que você mencionou:

@@ -12,6 +12,4 @@
     pid_t pid;

-    pipe(fdPipe);
-
     while(1) {
         bBuffer = readline("Shell> ");
@@ -29,4 +27,6 @@
         } while(aPtr);

+        pipe(fdPipe);
+
         for(i = 0; i < pCount; i++) {
                 aCount = -1;
@@ -72,4 +72,7 @@
         }

+        close(fdPipe[0]);
+        close(fdPipe[1]);
+
         for(i = 0; i < pCount; i++) {
                 waitpid(lPids[i], &status, 0);

Isso não vai funcionar por mais de um comando no pipeline; para isso, você precisa de algo como isto: (não testado, como você tem que corrigir outras coisas também)

@@ -9,9 +9,7 @@
 int main(int argc, char *argv[]) {
     char *bBuffer, *sPtr, *aPtr = NULL, *pipeComms[NUMPIPES], *cmdArgs[10];
-    int fdPipe[2], pCount, aCount, i, status, lPids[NUMPIPES];
+    int fdPipe[2], fdPipe2[2], pCount, aCount, i, status, lPids[NUMPIPES];
     pid_t pid;

-    pipe(fdPipe);
-
     while(1) {
         bBuffer = readline("Shell> ");
@@ -32,4 +30,7 @@
                 aCount = -1;

+                if (i + 1 < pCount)
+                    pipe(fdPipe2);
+
                 do {
                         aPtr = strsep(&pipeComms[i], " ");
@@ -43,11 +44,12 @@

                         if(pid == 0) {
-                                if(i == 0) {
-                                        close(fdPipe[0]);
+                                if(i + 1 < pCount) {
+                                        close(fdPipe2[0]);

-                                        dup2(fdPipe[1], STDOUT_FILENO);
+                                        dup2(fdPipe2[1], STDOUT_FILENO);

-                                        close(fdPipe[1]);
-                                } else if(i == 1) {
+                                        close(fdPipe2[1]);
+                                }
+                                if(i != 0) {
                                         close(fdPipe[1]);

@@ -70,4 +72,17 @@
                         }
                 }
+
+                if (i != 0) {
+                    close(fdPipe[0]);
+                    close(fdPipe[1]);
+                }
+
+                fdPipe[0] = fdPipe2[0];
+                fdPipe[1] = fdPipe2[1];
+        }
+
+        if (pCount) {
+            close(fdPipe[0]);
+            close(fdPipe[1]);
         }

Answer 2

Você deve ter uma saída de erro após execvp (.) - ele irá falhar em algum momento

exit(EXIT_FAILURE);

Como @uncleo pontos fora, a lista de argumentos deve ter um ponteiro nulo para indicar o fim:

cmdArgs[aCount] = 0;

Não é claro para mim que você deixe ambos os programas correr livre - parece que você exigir que o primeiro programa na calha ao fim antes de iniciar o segundo, que não é uma receita de sucesso se os primeiros blocos de programa, porque o tubo está cheio.

Answer 3

Jonathan tem a idéia certa. Você confia no primeiro processo de desembolsar todos os outros. Cada um tem que executar para conclusão antes do próximo é bifurcada.

Em vez disso, desembolsar os processos em um loop como você está fazendo, mas esperar por eles fora do circuito interno, (na parte inferior do laço grande para o shell prompt).

loop //for prompt
    next prompt
    loop //to fork tasks, store the pids
        if pid == 0 run command
        else store the pid
    end loop
    loop // on pids
        wait
    end loop
end loop

Answer 4

Eu acho que os seus processos bifurcados continuará em execução.

Tente qualquer um:

• alterá-lo para o retorno execvp '
• Adicionar 'exit (1);' após execvp

Answer 5

Um problema potencial é que cmdargs pode ter lixo no final do mesmo. Você deveria terminar essa matriz com um ponteiro nulo antes de passá-lo para execvp ().

Parece que grep está aceitando STDIN, embora, de modo que pode não ser causar quaisquer problemas (ainda).

Answer 6

os descritores de arquivos do tubo são referência contados, e incrementado com cada garfo. para cada garfo, você tem que emitir um próximo em ambos os descritores, a fim de reduzir a contagem de referência para zero e permitir que o tubo para perto. Eu estou supondo.