Подключение n команд с помощью труб в оболочке?

Я пытаюсь реализовать оболочку в C. Я могу просто выполнить простые команды с простым execvp(), но одним из требований является управление такими командами: "ls -l | head | tail -4" с цикл 'for' и только один оператор 'pipe()', перенаправляющий stdin и stdout. Теперь после нескольких дней я немного потерялся.

N = количество простых команд (3 в примере: ls, head, tail) commands = список структур с командами, например:

commands[0].argv[0]: ls
commands[0].argv[1]: -l
commands[1].argv[0]: head
commands[2].argv[0]: tail
commands[2].argv[1]: -4

Итак, я сделал цикл for и начал перенаправлять stdin и stdout, чтобы соединить все команды с каналами, но... Я просто не знаю, почему это не работает.

for (i=0; i < n; i++){

pipe(pipe);
if(fork()==0){  // CHILD

    close(pipe[0]);
    close(1);
    dup(pipe[1]);
    close(pipe[1]);

    execvp(commands[i].argv[0], &commands[i].argv[0]);
    perror("ERROR: ");
    exit(-1);

}else{      // FATHER

    close(pipe[1]);
    close(0);
    dup(pipe[0]);
    close(pipe[0]);

}
}

То, что я хочу создать, это "строка" дочерних процессов:

[ls -l] ---- pipe ---- > [head] ---- pipe ---- > [tail -4]

У всех этих процессов есть корень (процесс, запускающий мою оболочку), поэтому первый отец также является дочерним элементом процесса оболочки, я уже немного измучен, может ли кто-нибудь помочь мне здесь, пожалуйста?

Я даже не уверен, что дети должны выполнять команды.

Спасибо, ребята!

Ответ 1

Ничего сложного здесь, просто имейте в виду, что последняя команда должна выводить в дескриптор исходного файла исходного файла 1, а первая должна считываться из исходного дескриптора файла процесса 0. Вы просто запускаете процессы в порядке, неся вдоль ввода сторона вызова previois pipe.

Итак, вот типы:

#include <unistd.h>

struct command
{
  const char **argv;
};

Сделать вспомогательную функцию с простой четко определенной семантикой:

int
spawn_proc (int in, int out, struct command *cmd)
{
  pid_t pid;

  if ((pid = fork ()) == 0)
    {
      if (in != 0)
        {
          dup2 (in, 0);
          close (in);
        }

      if (out != 1)
        {
          dup2 (out, 1);
          close (out);
        }

      return execvp (cmd->argv [0], (char * const *)cmd->argv);
    }

  return pid;
}

И вот основная процедура вилки:

int
fork_pipes (int n, struct command *cmd)
{
  int i;
  pid_t pid;
  int in, fd [2];

  /* The first process should get its input from the original file descriptor 0.  */
  in = 0;

  /* Note the loop bound, we spawn here all, but the last stage of the pipeline.  */
  for (i = 0; i < n - 1; ++i)
    {
      pipe (fd);

      /* f [1] is the write end of the pipe, we carry `in` from the prev iteration.  */
      spawn_proc (in, fd [1], cmd + i);

      /* No need for the write end of the pipe, the child will write here.  */
      close (fd [1]);

      /* Keep the read end of the pipe, the next child will read from there.  */
      in = fd [0];
    }

  /* Last stage of the pipeline - set stdin be the read end of the previous pipe
     and output to the original file descriptor 1. */  
  if (in != 0)
    dup2 (in, 0);

  /* Execute the last stage with the current process. */
  return execvp (cmd [i].argv [0], (char * const *)cmd [i].argv);
}

И небольшой тест:

int
main ()
{
  const char *ls[] = { "ls", "-l", 0 };
  const char *awk[] = { "awk", "{print $1}", 0 };
  const char *sort[] = { "sort", 0 };
  const char *uniq[] = { "uniq", 0 };

  struct command cmd [] = { {ls}, {awk}, {sort}, {uniq} };

  return fork_pipes (4, cmd);
}

Появляется на работе.:)

Ответ 2

Во-первых, вы преждевременно закрываете трубы. Закройте только конец, который вам не нужен в текущем процессе, и не забудьте закрыть stdin/stdout в дочернем элементе.

Во-вторых, вам нужно запомнить fd из предыдущей команды. Итак, для двух процессов это выглядит так:

int pipe[2];
pipe(pipe);
if ( fork() == 0 ) {
     /* Redirect output of process into pipe */
     close(stdout);
     close(pipe[0]);
     dup2( pipe[1], stdout );
     execvp(commands[0].argv[0], &commands[0].argv[0]);
} 
if ( fork() == 0 ) {
     /* Redirect input of process out of pipe */
     close(stdin);
     close(pipe[1]);
     dup2( pipe[0], stdin );
     execvp(commands[1].argv[0], &commands[1].argv[0]);
}
/* Main process */
close( pipe[0] );
close( pipe[1] );
waitpid();

Теперь ваша задача - добавить к нему обработку ошибок и сгенерировать n-1 трубы для запуска n процессов. Код в первом блоке fork() должен быть запущен для соответствующего канала для процессов 1..n-1 и кода во втором блоке fork() для процессов 2..n.