C语言自定义shell重定向STDERR时无法输出与ls一致的完整错误信息

你当前的实现存在两个核心偏差：

• 重定向和错误输出的执行顺序错位
  你在子进程里写的错误输出逻辑：

  error_message = strerror(errno);
  write(STDERR_FILENO, error_message, strlen(error_message));
  

  这段代码会在execve成功之前就执行，把短的系统错误描述直接写到标准错误流里。而你写的dup2(output_fd, 2)重定向操作，要么执行时机晚于这段写错误的代码，要么放在了父进程上下文，导致这段短错误没有被重定向到output文件，直接打印在终端上。
• 越俎代庖替被执行的命令生成错误
  你期待看到的完整错误输出“ls: 无法访问'/no/such/file': 没有那个文件或目录”，是ls程序自己生成的：ls检测到路径不存在时，会主动拼接程序名、报错上下文、系统错误描述，形成完整报错。你现在手动取strerror写的内容，相当于把ls本来要输出的内容截断成了只有最后一段的系统错误描述，自然达不到预期效果。

• 所有重定向操作全部放到fork之后的子进程上下文执行：fork返回值为0（代表当前在子进程中）时，先打开目标输出文件拿到output_fd，依次操作：
  • 执行dup2(output_fd, STDOUT_FILENO)，把标准输出流重定向到目标文件
  • 如果需要把标准错误流也重定向到同一个文件，再执行dup2(output_fd, STDERR_FILENO)
  • 完成重定向后立刻执行close(output_fd)，避免文件描述符泄漏
• 重定向完成后再调用execve加载要执行的目标命令（比如ls）：这时候exec一旦执行成功，ls会完全接管当前进程，它自己在访问不存在的路径时，会拼接好完整的错误信息，通过已经被重定向的标准错误流写到output文件里，自然就能得到预期的完整输出。
• 只有当execve返回-1的时候，才需要在子进程里自行生成报错：这时候再读取errno的值，按照和原生bash对齐的格式生成shell层面的错误提示，比如“自定义shell: 执行ls失败: 找不到指定命令”，写到标准错误流即可。

• 不要在父进程中操作标准输入/输出/错误的重定向，不然会把shell本身的所有输出全部重定向到目标文件，后续的交互提示也会写进文件里，导致shell完全无法正常交互。
• 不要在exec调用之前主动捕获errno写错误信息：除非是你自己在打开文件、解析命令参数时出的错，否则命令执行过程中的所有错误，全部交给被exec的程序自行生成即可，shell越俎代庖反而会打乱输出格式。

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