带有重定向的标准输入上的 C 系统行为答案

【问题标题】：C system behavior on stdin with redirection带有重定向的标准输入上的 C 系统行为
【发布时间】：2015-06-19 04:51:44
【问题描述】：

我在玩了一下系统功能和文件编辑，发现了一个我不太了解的奇怪行为。

我有一个读取标准输入的第一个进程，然后在另一个也读取标准输入的进程上 fork（调用系统函数）。

在第一种情况下，我没有将任何内容重定向到第一个进程的标准输入，一切都按预期工作，两个进程都从我的提示中读取。

但在第二种情况下，我通过管道或将文件重定向到第一个进程，分叉的进程开始读取“随机”数据。

这是我的模拟示例：

fork.c

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

int main() {
    char buf[10];
    fgets(buf,10,stdin);
    printf("Buff: %s\n", buf);
    system("./print");
    fgets(buf,10,stdin);
    printf("Buff: %s\n", buf);
    return 0;
}

打印.c

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

int main() {
    char buf[10];
    fgets(buf,10,stdin);
    printf("Buff: %s\n", buf);
}

如果我跑

echo "just another awesome input" | ./fork

我明白了

Buff: just anot
Buff: Ðhuÿ
Buff: her aweso

对于孩子来说，输入总是不同的（我猜它正在读取内存中的某个随机位置......）。

谁能解释这种行为？我知道孩子继承了 fork 的文件描述符，但我不明白为什么它不能只读取与父级相同的输入，或者至少是确定性的。

我想知道在调用我的 fork 程序时是否有一个技巧，说我希望“fork”有这个输入，而它的子进程有另一个输入。

【问题讨论】：

问：你能给我们看看 fork() （以及，大概，随后的 exec()）吗？
分叉由系统完成（我的代码中为system("./print");）。
来自man system，它像这样fork执行shell：execl("/bin/sh", "sh", "-c", command, (char *) 0);，所以它接收的io流完全不同。
查看 system.c 和 man exec，execl 不会对文件描述符进行任何更改。看一下 strace，似乎父母一次消耗了全部输入，这可以解释为什么孩子无法阅读它。但我想知道是否有办法将某些东西传递给孩子（不改变 C 代码）。

标签： c fork system stdin file-descriptor

【解决方案1】：

完成乔纳森的回答。

孩子确实收到了EOF。原因是父母正在阅读的不仅仅是 fgets 请求。 Strace 显示父级读取了 4096 字节的块。所以如果你想直接给子进程传递一些数据，你只需要在第 4096 个字节之后写入即可。

例如

$ python -c 'print "0*4096"+"123"' | ./fork
Buff: 0000000000
Buff: 123

Buff: 0000000000

另一个有趣的方法是使用 cat 从提示中读取。

$ (echo "once upon a time";cat) | ./fork
Buff: once upon
test               <-- I am prompted here
Buff: test

Buff:  a time

【讨论】：

【解决方案2】：

你应该在子进程中查看fgets()返回的错误状态，并在fgets()报告时报告EOF。

父进程已从管道中读取了一个充满信息的缓冲区，并将以 9 个字符 + 空字节增量将其分发出去。由于信息已经从管道中消失，因此孩子无法阅读任何内容并报告 EOF。父级继续使用其缓冲输入中的材料。

始终检查 I/O 调用（尤其是输入调用）是否成功。

fork.c

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

int main(void)
{
    char buf[10];
    if (fgets(buf,10,stdin) != 0)
      printf("Buff-1: %s\n", buf);
    else
      printf("Buff-1: EOF detected\n");
    system("./print");
    if (fgets(buf,10,stdin) != 0)
      printf("Buff-2: %s\n", buf);
    else
      printf("Buff-2: EOF detected\n");
    return 0;
}

print.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char buf[10];
    if (fgets(buf,10,stdin) != 0)
      printf("Buff-C: %s\n", buf);
    else
      printf("Buff-C: <<EOF>>\n");
    return 0;
}

样本运行

在第一次运行中，我在键盘上输入了输入。打印 'similitu' 后，系统似乎挂起，所以我输入了 'miscellaneous'，子进程报告了 'miscellan'（如果继续阅读，可能会报告 'eous'）。与此同时，父进程继续报告来自“ude”行的数据。

在第二个示例中，正如预测的那样，子进程报告了 EOF，因为父进程在其第一次输入操作中已从管道中读取了所有数据。

$ ./fork
similitude and gratitude and attitude and longitude, dude!
Buff-1: similitud
miscellaneous
Buff-C: miscellan
Buff-2: e and gra
$ echo "just another awesome input" | ./fork
Buff-1: just anot
Buff-C: <<EOF>>
Buff-2: her aweso
$

【讨论】：