如何通过编程实现Unix命令重定向至父进程获取输出？

我正在编写一个程序，需通过编程方式将命令重定向至另一个进程。当以参数形式接收命令时，希望父进程能获取该命令的输出。我的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
{
    char msg[8]="message";
    int pp[2];
    if(pipe(pp)<0) {
        printf("Error pipe");
        exit(1);
    }
    if (!fork())
    {
        close(fd[0]);
        
        //TODO...

    } else {
        close(fd[1]);
        read(fd[0], msg, 8);
        close(fd[0]);
    }
}

我在子进程部分遇到困惑，不知道如何执行命令并完成重定向操作。我使用pipe实现父子进程间通信，子进程已关闭不使用的管道端，但后续步骤无从下手，能否提供帮助？

首先修正代码里的变量名不一致问题：你定义的管道是pp[2]，但后续用了fd，这会导致编译错误，需要统一为pp。

子进程的核心操作是把命令的标准输出重定向到管道的写端，然后执行目标命令，具体步骤如下：

1. 使用dup2()将标准输出（STDOUT_FILENO）复制到管道的写端pp[1]，这样命令的输出就会流入管道。
2. 关闭管道的写端pp[1]——因为dup2已经创建了一个指向该管道端的副本，原文件描述符不再需要。
3. 调用exec系列函数执行目标命令（比如execvp，适合处理命令行参数）。如果exec调用失败，要输出错误信息并退出子进程。

同时父进程需要等待子进程执行完毕，避免僵尸进程，并且要循环读取管道内容（因为单次read可能无法获取全部输出）。

修正后的完整代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    // 检查是否传入了命令参数
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <command> [args...]\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    char buf[1024];
    int pp[2];
    if (pipe(pp) < 0) {
        perror("pipe failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0) {
        // 子进程：关闭管道读端，重定向stdout到管道写端
        close(pp[0]);

        // 将标准输出重定向到管道写端
        if (dup2(pp[1], STDOUT_FILENO) == -1) {
            perror("dup2 failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        // 重定向标准错误输出到管道写端（可选，如需捕获命令的错误输出）
        // if (dup2(pp[1], STDERR_FILENO) == -1) {
        //     perror("dup2 stderr failed");
        //     exit(EXIT_FAILURE);
        // }

        // 关闭原管道写端
        close(pp[1]);

        // 执行命令，使用argv[1]作为命令，argv+1作为参数数组
        execvp(argv[1], argv + 1);

        // 如果execvp返回，说明执行失败
        perror("execvp failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else {
        // 父进程：关闭管道写端，读取子进程输出
        close(pp[1]);

        ssize_t bytes_read;
        // 循环读取管道内容直到EOF
        while ((bytes_read = read(pp[0], buf, sizeof(buf)-1)) > 0) {
            buf[bytes_read] = '\0'; // 添加字符串结束符
            printf("Received from child:\n%s", buf);
        }

        if (bytes_read == -1) {
            perror("read failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        close(pp[0]);

        // 等待子进程结束，避免僵尸进程
        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("\nChild exited with status %d\n", WEXITSTATUS(status));
        }
    }

    return 0;
}

关键说明 #

• dup2()：用于复制文件描述符，这里把管道写端复制到标准输出，实现输出重定向。
• execvp()：会加载并执行新的程序，替换当前子进程的地址空间。它接收命令名和参数数组，适合处理用户传入的命令参数。
• 父进程需要循环读取管道，因为管道中的数据可能分多次传输，单次read无法获取全部内容。
• 可选重定向STDERR_FILENO到管道，这样父进程也能捕获命令的错误输出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user20220951