Pipe、Fork 和 Exec - 父进程和子进程之间的双向通信

我的操作系统类中的作业要求我通过在同一程序上递归调用 exec 来构建二进制进程树。目标是将某些任意任务拆分为单独的进程。父级应与子级通信，子级应仅通过无名管道与父级通信。这个想法是，父级向每个子级发送一半的工作，并且递归地继续，直到满足基本情况，其中传递给每个子级的字符串的长度

为了更好地理解如何使用 c 中的管道进行双向通信，我在继续实际作业之前创建了以下简单程序。但父进程永远不会从子进程读取数据。我期待输出...

在父|收到消息：测试

相反，当我打印时我得到...

在父|收到消息：

看起来 buff 是空的并且没有从子进程中读取。有人可以解释一下我做错了什么和/或标准方法吗

1. 从父级写入执行子级
2. 从执行子进程中的父进程读取
3. 从执行的孩子写回父母
4. 从父级中的 exec'd 子级读取

我需要使用 exec()、pipe()、fork()。谢谢。

/**
 * *********************************
 * two_way_pipes.c
 * *********************************
 */

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

#define PARENT_READ read_pipe[0]
#define PARENT_WRITE write_pipe[1]
#define CHILD_WRITE read_pipe[1]
#define CHILD_READ  write_pipe[0]

#define DEBUGGING 1

int main(int argc, char **argv) {
    char buff[5];

    // in the child process that was exec'd on the orginal call to two_way_pipes
    if(argc == 2) {
        read(STDIN_FILENO, buff, 4); // this should read "test" from stdin
        buff[4] = '\0';
        fprintf(stdout, "%s\n", buff); // this should right "test" to stdout and be read by the parent process
    // int the root process, the original call to two_way_pipes with no args
    } else {
        int pid;
        int read_pipe[2];
        int write_pipe[2];

        pipe(read_pipe);
        pipe(write_pipe);

        pid = fork();

        // parent process
        if(pid > 0) {
            close(CHILD_READ);
            close(CHILD_WRITE);

            write(PARENT_WRITE, "test", 4); // attempting to write this to the child

            struct timeval tv;
            fd_set readfds;
            tv.tv_sec = 10;
            tv.tv_usec = 0;
            FD_ZERO(&readfds);
            FD_SET(PARENT_READ, &readfds);
            select(PARENT_READ + 1, &readfds, NULL, NULL, &tv);

            if(FD_ISSET(PARENT_READ, &readfds)) {
                read(PARENT_READ, buff, 4); // should read "test" which was written by the child to stdout
                buff[4] = '\0';
                close(PARENT_READ);
                close(PARENT_WRITE);
                fprintf(stderr, "in parent | message received: %s\n", buff);  // "test" is not in buff
            }

        // child process
        } else if(pid == 0) {
            close(PARENT_READ);
            close(PARENT_WRITE);

            dup2(CHILD_READ, STDIN_FILENO);
            dup2(CHILD_WRITE, STDOUT_FILENO);
            close(CHILD_READ);
            close(CHILD_WRITE);

            char *argv2[] = {"some random arg to make sure that argc == 2 in the child", NULL};
            execvp("two_way_pipes", argv2);
            _exit(0);
        // error forking child process
        } else {
            fprintf(stderr, "error forking the child\n");
        }
    }
}

Update

根据 Jonathon 的回答，我修改了传递给 execvp 的 arg2 数组以......

char *argv2[] = {"two_way_pipes", "1", NULL};
execvp("two_way_pipes", argv2);

这并没有解决问题。家长仍然无法从客户端读取“测试”。然而，为了回应 Jonathon 的回答和 William 的评论，我开始调整我的 exec 调用，并出于某种原因将其更改为下面的行显示。

execl("two_way_pipes", "two_way_pipes", "1", NULL);

我很乐意接受任何解释为什么 execvp 调用不起作用但 execl 调用起作用的答案。

Besides 提到的问题 https://stackoverflow.com/a/19191140/694576 by 乔纳森·莱因哈特 https://stackoverflow.com/users/119527/jonathon-reinhart，最有可能的电话是execv() fails.

要测试此修改这些行

execvp("two_way_pipes", argv2);
_exit(0);

to be

...
#include <errno.h>
...


execvp("two_way_pipes", argv2); /* On sucess exec*() functions never return. */
perror("execvp() failed); /* Getting here means execvp() failed. */
_exit(errno);

期待收到

execvp() failed: No such file or directory

修复此更改

execvp("two_way_pipes", argv2);

to be

execvp("./two_way_pipes", argv2);

另外如果孩子不是exec*()ed 然后这一行

read(PARENT_READ, buff, 4); // should read "test" which was written by the child to stdout

失败并反过来buff没有初始化，因此这一行

fprintf(stderr, "in parent | message received: %s\n", buff);  

引发未定义的行为。

要解决这个问题至少要正确初始化buff通过改变

char buff[5];

to be

char buff[5] = "";