這個C代碼有什麼問題？孩子沒有回來？

Question

以下是我嘗試瞭解如何在兩個子進程之間進行正確管道的嘗試。我只是試圖將一個Linux命令的輸出傳遞給另一個（ls到cat）並讓程序成功返回。然而，我猜測第二個分叉的孩子被卡住了，父母永遠在等着這個孩子。很長一段時間，我一直在擺弄這段代碼，試圖找出它爲什麼會陷入困境。談到C語言編程時，我很喜歡noob，但我正在努力學習。

有沒有人知道爲什麼程序不會退出，但掛在貓？

任何幫助將不勝感激。

謝謝。

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <signal.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 
#include <sys/wait.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
int main() 
{ 
    char *a[2] = {"/bin/ls", NULL}; 
    char *b[2] = {"/bin/cat", NULL}; 
    char *envp[2] = {getenv("PATH"), NULL}; 
    int fd[2], status; 
    pipe(fd); 
    int old_std_out = dup(1); 
    int old_std_in = dup(0); 
    dup2(fd[1], 1); 
    int pid = fork(); 
    switch(pid) 
    { 
     case -1: 
      perror("Forkscrew"); 
      exit(1); 
      break; 
     case 0: 
      execve(a[0], a, envp); 
      exit(0); 
      break; 
     default: 
      waitpid(-1, &status, 0); 
      dup2(old_std_out, 1); 
      break; 
    } 
    dup2(fd[0], 0); 
    pid = fork(); 
    switch(pid) 
    { 
     case -1: 
      perror("Forkscrew"); 
      exit(1); 
      break; 
     case 0: 
      execve(b[0], b, envp); 
      exit(0); 
      break; 
     default: 
      waitpid(-1, &status, 0); 
      dup2(old_std_in, 0); 
      break; 
    } 
    printf("\n"); 
    return 0; 
} 

Answer 1

程序中有兩種潛在的死鎖。

首先，第一子（ls）嘗試寫入到管道時可阻斷，在這種情況下waitpid()不會返回，直到ls終止，並ls不會終止，直到第二子（cat）開始執行時，其可以直到waitpid()返回纔會發生。 =>死鎖。

其次，cat將從其stdin中讀取，直到寫入結束的所有文件描述符都關閉。父進程和cat都有一個寫入結束的副本，cat有而不明確地知道它。如果寫入結束的唯一副本處於同一進程中（以避免此死鎖），某些操作系統將不會阻止read()，但這不能保證。無論哪種方式，由於父進程圍繞着一個filedescriptor的副本，並且父子進程waitpid()s等待管道的寫端關閉，所以再次發生死鎖。

通常情況下，簡化了程序解決了這樣的問題：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <signal.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 
#include <sys/wait.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <fcntl.h> 
int main() 
{ 
    char *a[2] = {"/bin/ls", NULL}; 
    char *b[2] = {"/bin/cat", NULL}; 
    char *envp[2] = {getenv("PATH"), NULL}; 
    int fd[2], status; 
    pipe(fd); 
    //int old_std_out = dup(1); /*No need to copy stdout...*/ 
    //int old_std_in = dup(0); /*...or stdin...*/ 
    //dup2(fd[1], 1);   /*...if you wait dup2()ing until you need to*/ 
    int pid = fork(); 
    switch(pid) 
    { 
     case -1: 
      perror("Forkscrew"); 
      exit(1); 
      //break; /*unreachable*/ 
     case 0: 
      dup2(fd[1], STDOUT_FILENO); /*NOW we dup2()*/ 
      close(fd[0]); /*no need to pass these file descriptors to...*/ 
      close(fd[1]); /*...a program that doesn't expect to have them open*/ 
      execve(a[0], a, envp); 
      exit(0); /*might want an error message*/ 
      //break; /*unreachable*/ 
     default: 
      //waitpid(-1, &status, 0); /*don't wait yet*/ 
      //dup2(old_std_out, 1); 
      close(fd[1]); /*we don't need this in the parent anymore*/ 
      break; 
    } 
    //dup2(fd[0], 0); /*not needed anymore*/ 
    pid = fork(); 
    switch(pid) 
    { 
     case -1: 
      perror("Forkscrew"); 
      /*might want to ensure the first child can terminate*/ 
      exit(1); 
      //break; /*unreachable*/ 
     case 0: 
      dup2(fd[0], STDIN_FILENO); 
      close(fd[0]); /*again, cat doesn't expect a fourth fd open*/ 
      execve(b[0], b, envp); 
      /*again, error message would be nice*/ 
      exit(0); 
      //break; 
     default: 
      //waitpid(-1, &status, 0); 
      //dup2(old_std_in, 0); 
      break; 
    } 
    waitpid(-1, &status, 0); /*don't wait until both children are created*/ 
    waitpid(-1, &status, 0); 
    printf("\n"); 
    return 0; 
} 

正如你看到的，我已經留下了一些改進建議，但是這已經現在應該做工精細，提供的execve()的工作好了。