使用Pipes的三进程中第三个进程无法运行的排查求助

我正在完成计算机架构课程的作业，需要用C语言实现三个基于管道通信的进程，但第三个进程始终无法正常运行。助教提供了骨架代码，我参加了额外辅导也没解决，其他同学也反馈这个骨架代码可能有问题，但助教没有明确回应。

目前代码能把正确结果打印到屏幕，但没办法写入output.txt文件，而且会卡在第三个进程。我们的学习重点是管道（Pipes）和延迟，不是C语言本身，我试过加sleep()、wait(NULL)等方法都没用。

我的核心疑问：

• 这份骨架代码确实存在错误吗？
• 能否修复代码，帮我理解管道相关的核心概念？

骨架代码及我的修改说明 #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define READ_END 0
#define WRITE_END 1
int main(int argc, char* argv[]) {
// declare pipes
    int fd1[2], fd2[2];
    pid_t pid;
    if (pipe(fd1) == -1 || pipe(fd2) == -1) 
    {
        fprintf(stderr, "Pipe failed");
        return 1;
    }
    pid = fork();
    if (pid < 0) 
    {
        fprintf(stderr, "Fork Failed");
        return 1;
    }
    if (pid > 0) 
    { // Parent process
        close(fd1[READ_END]);
        close(fd2[WRITE_END]);
        FILE* fp = fopen("input.txt", "r");

        //
        //FILE* fp2 = fopen("output.txt", "w");

        //

        if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "Failed to open file\n");
        exit(1);
        }
        char line[BUFSIZ];
        while (fgets(line, BUFSIZ, fp)) 
        {
            write(fd1[WRITE_END], line, strlen(line));
            memset(line, 0, BUFSIZ);
            read(fd2[READ_END], line, BUFSIZ);
            printf("%s", line);
            //fprintf(fp2, "%s", line); this isn't allowed
        }
        fclose(fp);
        //fclose(fp2);
        close(fd1[WRITE_END]);
        close(fd2[READ_END]);
    }
    else 
    { // Child process
        pid = fork();
        if (pid > 0) 
        { // Second process
            close(fd1[WRITE_END]);
            close(fd2[READ_END]);
            char line[BUFSIZ];
            while (read(fd1[READ_END], line, BUFSIZ)) 

// 注释1*：我编写的进程逻辑，能正常运行并打印到屏幕
            {
                for (int i = 0; i < strlen(line); i++) {
                    // Change lower to upper and upper to lower cases
                    // write code here
                        if(isupper(line[i]))
                        {
                            line[i]=tolower(line[i]);
                        } else if(islower(line[i])) 
                        {
                            line[i]=toupper(line[i]);
                        }
                    }

// 以下是骨架代码
                write(fd2[WRITE_END], line, strlen(line));
                memset(line, 0, BUFSIZ);
            }
            close(fd1[READ_END]);
            close(fd2[WRITE_END]);
        }
        else 
        { // Third process

// 注释2*：我自行编写的代码，也是卡住的位置
            // Close unused pipes
            //write code here
            close(fd1[READ_END]);
            close(fd2[WRITE_END]);
            close(fd1[WRITE_END]);

// 剩下的是骨架代码，但我需要修改while循环内的代码来写入output.txt

            FILE* fp = fopen("output.txt", "w");
            char line[BUFSIZ];

            // 下面的代码被注释了，因为会卡在这个循环里
            /*
            while (read(fd2[READ_END], line, BUFSIZ)) 
            {
                // prints to the output.txt file
                // write code here
                fprintf(fp,"%s", line);

            }
            */ 

            fclose(fp);
            close(fd2[READ_END]);
        }
    }
    return 0;
}

我尝试过的解决方法 #

• 在第二个进程的循环首尾添加sleep(2)、sleep(3)
• 在第三个进程设置相反时长的sleep，或者仅在第三个进程开头加sleep(10)
• 在多处添加wait(NULL)
• 在第三个进程的循环前后加打印语句，循环前的语句有时会在代码看似结束后才输出
• 打印read(fd2[READ_END], line, BUFSIZ)的返回值，有时是0有时是数字，原因不明
• 打印BUFSIZ的值，但结果无法理解

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Samantha Garcia