数组在 fork() 之后改变值

Question

出于学习目的，我正在尝试制作一个简单的 shell 副本（用 C 语言）。下面的代码部分显示了我现在的位置：

#define TRUE ( 1 )
#define NUMBEROFARGUMENTS ( 5 )

void execute(char** input){

    pid_t pid;
    pid = fork();   

    if (pid == 0){
        printf("Spawned foreground process pid: %d\n", getpid());
        execvp(input[0], input);
        _exit(1);
    } else {
        waitpid(pid, NULL, 0);
        printf("Foreground process %d terminated.\n", pid);
    }

}

void check_input(char** input){

    char in[70];
    char *tok_inline;

    gets(in);   
    tok_inline = strtok(in," ");

    int i;
    for(i=0; i < NUMBEROFARGUMENTS; i++){
        input[i] = tok_inline;
        tok_inline = strtok(NULL," ");
    }

}

int main(){

    char* input[NUMBEROFARGUMENTS];

    printf("MiniShell v2.5\n");

    while ( TRUE ){

        printf("--> ");

        check_input(input);

        if ( strcmp ( input[0], "cd" ) == 0 ){
            chdir(input[1]);
        } else if ( strcmp( input[0], "exit" ) == 0 ){
            exit(0);
        } else {    
            execute(input);
        }

    }
        exit(0);
}

然而，我遇到了一个我似乎无法找到答案的问题。在执行方法中执行 fork() 之后，字符串数组 input 的值似乎与分叉之前的值不同。如果我尝试在分叉之前打印出存储在输入中的字符串，一切似乎都井井有条，但在分叉后输入不再包含它应该具有的字符串，因此 execvp() 无法正确执行。

我是否遗漏了什么或者我误解了 fork() 等的工作原理？据我所知，上面的代码应该做我想做的事。

请多指教，谢谢。

Answer 1

你的问题与分叉无关。

char in[70]; 在堆栈上。 check_input 处理它，但在它返回后，下一个函数调用将开始覆盖该内存位置，从而覆盖令牌。使用malloc 进行内存分配。

Answer 2

从不将指向局部变量的指针返回给函数的调用者。

char in[70];
/* ... */
tok_inline = strtok(in," ");

int i;
for(i=0; i < NUMBEROFARGUMENTS; i++){
    input[i] = tok_inline;
    /* ... */

strtok 的返回值是指向in 内部位置的指针，而不是副本或类似的东西。由于in 是在堆栈上分配的，而不是动态使用malloc，所以当check_input 返回并且堆栈帧被销毁时，它和那些指针将不再有效。

保留指向这些不再存在的任何变量的指针将导致未定义的行为。正如您所注意到的，当堆栈上的该位置被重用于其他任何东西（其他变量、函数调用等）时，您的（无效）字符串将会被弄乱。

另一种方法是在tok_inline 上使用strdup，它使用malloc 来复制字符串。

编辑：您还应该在for 循环的条件下检查strtok 的返回值（即tok_inline），如果返回NULL，则也终止- 表示没有更多的令牌。

将您的 for 循环签名更改为：for(i=0; i < NUMBEROFARGUMENTS && tok_inline; i++)。

另外，考虑使用fgets(in, 70, stdin); 而不是gets，这是不安全的，如果输入的大小大于缓冲区的大小，可能会导致缓冲区溢出。另请注意，换行符 '\n' 会存储在缓冲区的末尾（如果合适）。

EDIT2：另外，传递给execvp 的第二个参数（argv）是一个以NULL 结尾的字符串数组，即。 {"ls", NULL }。为此：

• 在check_input 中的for 循环之后添加input[i] = NULL;
• 将char* input[NUMBEROFARGUMENTS]; 更改为char* input[NUMBEROFARGUMENTS + 1];，这样NULL 的数组中就多了1 个元素。

另外，如果您决定使用fgets，则需要从缓冲区末尾删除'\n'（如果存在）。您的 check_input 函数可能类似于：

void check_input(char** input){

    char in[70];
    char *tok_inline;
    size_t len;

    fgets(in, 70, stdin);
    len = strlen(in);
    if (in[len - 1] == '\n')
        in[len - 1] = '\0';

    tok_inline = strtok(in," ");

    int i;
    for(i=0; i < NUMBEROFARGUMENTS && tok_inline; i++){
        input[i] = strdup(tok_inline);
        tok_inline = strtok(NULL," ");
    }

    input[i] = NULL;
}

EDIT3：关于您关于内存泄漏的最终查询，是的，您应该释放内存。您不需要在子进程中，因为当它调用 exec 时，它的进程将被新进程的进程替换。

但是，您应该释放父级分配的内存。既然我们已经 NULL 终止了我们的数组，只需将以下内容添加到 execute 的 else 块中的任何位置：

while (*input)
    free(*input);

Answer 3

注意将输入从 gets() 复制到堆栈变量。线

 input[i] = tok_inline;

是您的问题所在。你必须将tok_inline 字符串复制到一个fork 后会出现的地方。就目前而言，当您在父进程中执行 printf() 时，它可能仍然存在，但不会在您的子进程中。

你必须这样做（未验证）：

input[i] = malloc((strlen(tok_inline)+1)*sizeof(*tok_inline));
strcpy(input[i], tok_inline);

这是一种相当糟糕的方法，因为你会泄漏内存，但它明白了我的意思。