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pipe - 使用 scanf 从管道读取失败

问题描述

在 IPC 上工作时，我被要求编写一个 C 程序，作为其他两个 C 可执行文件之间的管道：

第一个名为“sln1.out”的可执行文件接收六个参数并打印三个数字。

第二个名为“sln2.out”的可执行文件接收三个参数并打印一个数字。

我将以下代码分为两部分——第一部分是写入管道，据我所知它是有效的。问题从第二部分开始：我stdin现在关闭了所以，当我使用dup(fd[0])新的文件描述符副本时，应将其分配到stdin原来的位置，我想scanf在这种情况下我可以使用从管道中读取 - 但由于某种原因它没有不工作

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    // check number of arguments.
    if(argc != 7)
    {
            printf("Wrong parameters");
            exit(1);
    }

    // creating the pipe.
    int fd[2];
    pipe(fd);

/* PART ONE: forking a child for 'sln1.out' that writes to fd[1] */

    // I  want to fork this process, and change the image of the child process to the 'sln1.out' process.
    pid_t pid_sln1 = fork();
    int sln1_status;
    if (pid_sln1 < 0)
    {
            perror("fork error, sln1");
    }
    else if(pid_sln1 == 0)
    {
            char* const parmListSln1[] = {"./sln1.out",argv[1],argv[2],argv[3],
                                            argv[4],argv[5],argv[6],NULL};
            // i closed the stdout, and used 'dup' that return the file descriptor
            //  of stdout as duplicate of fd[1]!
            close(STDOUT_FILENO);
            dup(fd[1]);

            execv("./sln1.out",parmListSln1);
            printf("Return not expected, exacv error.\n");
            exit(1);
    }

    // wait untill the child process terminated.
    wait(&sln1_status);
    if(sln1_status == 0)
    {
            printf("child process terminated successfully\n");
            // if we want to read from fd[0] we must close the write to fd[1]

            close(fd[1]);
    }
    else
    {
            printf("child process failed\n");
            exit(1);
    }


/* PART TWO: forking a child for 'sln2.out' that reads from fd[0] */

    // The same idea - forking a child to change its image to the 'sln2.out' process.
    pid_t pid_sln2 = fork();
    int sln2_status;

    if(pid_sln2 < 0)
    {
            printf("fork error, sln2.\n");
            exit(1);
    }
    else if(pid_sln2 == 0)
    {
            // closing 'stdin' and the use fo 'dup' create a duplicate to the readable
            // side of the pipe where the standard input should be
            close(STDIN_FILENO);
            dup(fd[0]);

            // reading the input from the pipe - with the same method used to 'stdin'!
            char* in[3];
            scanf("%s %s %s",in[0],in[1],in[2]);
            // build the parameters list for 'sln2.out'
            char* const paramListSln2[] = { "./sln2.out", in[0], in[1], in[2], NULL };

            // execute 'sln2.out'
            execv("./sln2.out",paramListSln2);
            printf("Return not expexted, execv error");
            exit(1);

    }

    // wait untill the child process terminated and determine success.
    wait(&sln2_status);
    if (sln2_status == 0)
    {
            printf("2nd child process terminated successfully!\n");
            exit(0);
    }
    else
    {
            printf("error with 'sln2.out' child process.\n");
            exit(1);
    }

    exit(0);
}

我得到的输出可以提供更多细节：

child process terminated successfully
error with 'sln2.out' child process.

我很确定这个sln2.out过程的问题是因为scanf我试图打印扫描的参数并且它也失败了......

标签： pipecexecipc

解决方案

主要问题——未初始化的指针

ctrl61.c当我使用命令行编译问题中的代码（源文件， ）时：

gcc -O3 -g -std=c11 -Wall -Wextra -Werror -Wmissing-prototypes -Wstrict-prototypes ctrl61.c -o ctrl61

（在带有 macOS 10.14.2 Mojave 的 Mac 上运行 GCC 8.2.0），我收到如下警告：

ctrl61.c:78:13: error: ‘in[0]’ may be used uninitialized in this function [-Werror=maybe-uninitialized]

对于in[0],in[1]和中的每一个，in[2]标识的行是对 . 的调用scanf()。未初始化的指针是崩溃的根源，实际上，检查代码表明指针未初始化。您需要为指向的指针分配存储空间。最简单的更改是使用：

char in[3][50];

（尽管您应该每次都在scanf()格式字符串中使用 %49s。）或者您可以使用m修饰符 to%s和其他相应的更改，以便scanf()为您分配内存。请注意，某些系统（例如 macOS）不支持 POSIX 强制sscanf()修饰符。

您没有在子级（或者实际上，在父级）中关闭足够的文件描述符。

经验法则：如果您 将管道的一端连接到标准输入或标准输出，请 尽快dup2() 关闭返回的两个原始文件描述符 。pipe()特别是，您应该在使用任何 exec*() 函数系列之前关闭它们。

dup() 如果您使用“F_DUPFD”或 “F_DUPFD”复制描述符，该规则也适用 fcntl() 。

在这个程序中，这可能无关紧要，但如果您更普遍地使用管道，确保关闭所有未使用的管道通常至关重要，因为进程可能不会在需要时获得 EOF。

错误报告

在评论中，您提到了使用perror()来报告问题。就个人而言，我不喜欢perror()报告错误；它的格式不够强大。但是，它比某些替代方案要好。

我通常使用 GitHub 上我的SOQ（堆栈溢出问题）存储库中的一些代码作为文件stderr.c和src/libsoq子目录中的stderr.h代码。这对格式有广泛的控制。

err(3)在 Linux 和 BSD（包括 macOS）上有一个概念上相似的包。我更喜欢我的，只是因为它是我的（而且因为它比err(3)包有更强大的控制）。

控制代码ctrl61.c

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 7)
    {
        fprintf(stderr, "Usage: %s arg1 arg2 arg3 arg4 arg5 arg6\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    int fd[2];
    pipe(fd);

    pid_t pid_sln1 = fork();
    int sln1_status;
    if (pid_sln1 < 0)
    {
        perror("fork error, sln1");
    }
    else if (pid_sln1 == 0)
    {
        char *paramListSln1[] =
        {
            "./sln1.out", argv[1], argv[2], argv[3],
            argv[4], argv[5], argv[6], NULL
        };

        close(STDOUT_FILENO);
        dup(fd[1]);
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);

        execv(paramListSln1[0], paramListSln1);
        fprintf(stderr, "%s: failed to exec %s\n", argv[0], paramListSln1[0]);
        exit(1);
    }

    pid_t pid_sln2 = fork();
    int sln2_status;

    if (pid_sln2 < 0)
    {
        printf("fork error, sln2.\n");
        exit(1);
    }
    else if (pid_sln2 == 0)
    {
        close(STDIN_FILENO);
        dup(fd[0]);
        close(fd[0]);
        close(fd[1]);

        char in[3][50];
        scanf("%49s %49s %49s", in[0], in[1], in[2]);

        char *const paramListSln2[] = { "./sln2.out", in[0], in[1], in[2], NULL };

        execv(paramListSln2[0], paramListSln2);
        fprintf(stderr, "%s: failed to exec %s\n", argv[0], paramListSln2[0]);
        exit(1);
    }

    close(fd[0]);
    close(fd[1]);

    int pid1 = wait(&sln1_status);
    if (sln1_status == 0)
    {
        fprintf(stderr, "child process %d terminated successfully\n", pid1);
        close(fd[1]);
    }
    else
    {
        fprintf(stderr, "child process %d failed 0x%.4X\n", pid1, sln1_status);
        exit(1);
    }

    int pid2 = wait(&sln2_status);
    if (sln2_status == 0)
    {
        fprintf(stderr, "child process %d terminated successfully\n", pid2);
        close(fd[1]);
    }
    else
    {
        fprintf(stderr, "child process %d failed 0x%.4X\n", pid2, sln2_status);
        exit(1);
    }

    return(0);
}

这段代码中有明显的重复，应该通过编写函数来修复。

请注意，此版本会在等待其中一个程序退出之前启动这两个程序。

辅助程序sln1.out.c

这与注释中假设的代码密切相关，但修复了注释使用argv[1]但应该使用的错误argv[0]。

#include <stdio.h>

static inline void dump_args(int argc, char **argv)
{
    int argnum = 0;
    fprintf(stderr, "%s: %d arguments\n", argv[0], argc);
    while (*argv != 0)
        fprintf(stderr, "%d: [%s]\n", argnum++, *argv++);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    dump_args(argc, argv);
    if (argc != 7)
    {
        fprintf(stderr, "%s: incorrect argument count %d\n", argv[0], argc);
        return(1);
    }
    printf("1 2 3\n");
    return(0);
}

该程序的sln2.out.c不同之处在于需要 3 个参数和打印321而不是1 2 3.

示例运行

$ ./ctrl61 abc zoo def pqr tuv 999
./sln1.out: 7 arguments
0: [./sln1.out]
1: [abc]
2: [zoo]
3: [def]
4: [pqr]
5: [tuv]
6: [999]
child process 15443 terminated successfully
./sln2.out: 4 arguments
0: [./sln2.out]
1: [1]
2: [2]
3: [3]
321
child process 15444 terminated successfully
$

这表明sln2.out从标准输出中读取的三个参数被传递sln1.out。

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