Linux管道作为输入和输出

Question

我想在Linux操作系统上的C程序内执行以下操作：

• 使用syscall（或2）创建PIPE
• 使用exec（）执行新流程
• 将流程的STDIN连接到先前创建的管道。
• 将流程的输出连接到另一个PIPE。

这样做的目的是为了性能目的而避免访问任何驱动器。

我知道使用PIPE系统调用创建管道非常简单，我可以使用popen为输入或输出目的创建管道。

但是您将如何针对输入和输出执行此操作？

Answer 1

您需要对管道非常小心：

1. 调用pipe（）两次，一次用于子级管道，一次用于子级管道，产生4个文件描述符。
2. 调用fork（）。
3. 在儿童中：
   • 在标准输入（文件描述符0）上调用close（）。
   • 调用dup（）-或dup2（）-以将管道到子级的读取结束作为标准输入。
   • 在管道到子项的读取端调用close（）。
   • 在管道到子项的写入端调用close（）。
   • 在标准输出（文件描述符1）上调用close（）。
   • 调用dup（）-或dup2（）-将子管道的写入结束写入标准输出
   • 在pipe-from-child的写入端调用close（）。
   • 在从子管道读取的末端调用close（）。
   • 执行所需的程序。
4. 在父母中：
   • 在读取子管道结束时调用close。
   • 在子管道发送的写入端调用关闭。
   • 循环在pipe-to-child的写端上将数据发送到child，并在pipe-from-child的读端上从child读取数据
   • 当不再发送给子代时，关闭管道到子代的写入结束。
   • 收到所有数据后，关闭子管道的读取结束。

注意关闭的数量，尤其是在孩子中。 如果使用dup2（），则不必显式关闭标准输入和输出。 但是，如果您执行显式关闭，则dup（）可以正常工作。 还要注意，dup（）和dup2（）都不会关闭重复的文件描述符。 如果忽略关闭管道，则两个程序都无法正确检测到EOF； 当前进程仍可以写入管道的事实意味着管道上没有EOF，并且程序将无限期挂起。

请注意，此解决方案不会更改孩子的标准错误； 它与父级的标准错误位于同一位置。 通常，这是正确的。 如果您有一个特殊的要求，即以不同的方式处理来自子级的错误消息，那么也应对子级的标准错误采取适当的措施。

Answer 2

根据您的需求，您可能会发现仅使用mkfifo（1）来创建命名管道并让您的进程对该文件进行读/写会更容易。 虽然文件是在文件系统中命名的，但是使用匿名管道的开销不大。

Answer 3

最简单的方法可能是执行/bin/sh ，这样您就可以使用熟悉的shell语法指定管道并减轻所有复杂性。

就像是：

execlp("sh", "-c", "cat /dev/zero | cat > /dev/null", NULL);