名前付きパイプとdup2

子プロセスのstdoutとstderrを、名前付きパイプにつないで、
子プロセスの出力結果を親プロセスで読む。

以下の例では、子プロセス自体でstdoutとstderrに文字列を送って、
その後execし、別のプログラムを実行している。

a.c

# include <sys/types.h>
# include <sys/stat.h>
# include <sys/wait.h>
# include <fcntl.h>
# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <unistd.h>
# include <string.h>
# include <errno.h>

const char Fifo[] = "/tmp/test.fifo";

void child() {

    // テストとして、5秒待っている。
    // ここで5秒待っているが、親プロセスの
    // openの処理が即座に終わっていることを確認して欲しい。
    // 仮に、親プロセスのopenを、ブロッキングモードで開いた場合、
    // 親プロセスのopenは、この5秒を待ってから終了する。
    sleep(5);

    printf("[%d]: fopen start.\n", getpid());
    FILE* fp = fopen(Fifo, "w");
    printf("[%d]: fopen end.\n", getpid());

    dup2(fileno(fp), STDOUT_FILENO);
    dup2(fileno(fp), STDERR_FILENO);
    fclose(fp);

    write(STDOUT_FILENO, "stdout test.\n", 13);
    write(STDERR_FILENO, "stderr test.\n", 13);

    execl("/bin/cat", "/bin/cat", "/tmp/test.txt", NULL);
    exit(1);
}

int main(void) {

    mkfifo(Fifo, 0666);

    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        child();
    } else if(pid < 0) {
        return 1;
    }

    int fd;

    printf("[%d]: open start.\n", getpid());

    // openの処理は、O_NONBLOCKを渡すと、待たずに返ってくる。
    // O_NONBLOCKなしでopenした場合、書き込み側がopenしてくれるまで
    // ここでブロックされることになる。
    // 仮に、読み込み側が先にopenし、書き込み側が、
    // 何かの理由でopen出来なかった場合、デッドロックする。
    // 読み込み側も、openできなかった場合は書き込み側にkillを投げる等
    // 対策が必要。とにかくデッドロックの危険があることは意識すること。
    fd = open(Fifo, O_RDONLY | O_NONBLOCK);
    if (fd == -1) {
        printf("%s\n", strerror(errno));
        kill(pid, SIGKILL); // 本当はちゃんと、最初はterm投げてから、、とかやったほうが良い。。
        waitpid(pid, NULL, 0);
        return 1;
    }

    printf("[%d]: open end.\n", getpid());

    char msg[256];

    // 子をwaitpidで回収できた後、
    // readをした結果が0以下となるなら、
    // もう読むものは無いので、終了する。

    // 以下の結果の回収ループは、子が即座に終了した場合でも、
    // 1秒は待ってから終了する。

    // 子の開始と終了の時間がシビアに必要になる場合、
    // ノンブロッキングの処理をせずに、
    // デッドロックが起きないよう、細心の注意を払いながら
    // プログラムを書く必要がある。pollやselectを使って。

    while (1) {
        ssize_t r = read(fd, msg, 256);
        if (r > 0) {
            msg[r] = '\0';
            printf("msg=%s", msg);
        } else {
            if (pid == -1) {
                break;
            }
            if (waitpid(pid, NULL, WNOHANG) == pid) {
                pid = -1;
            }
            sleep(1);
        }
    }

    close(fd);

    return 0;
}

[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]# gcc a.c
[root@todanano ~]# ./a.out
[14417]: open start.
[14417]: open end.
[14418]: fopen start.
[14418]: fopen end.
msg=stdout test.
stderr test.
/bin/cat: /tmp/test.txt: No such file or directory
[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]# echo "abc123" > /tmp/test.txt
[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]# ./a.out
[14421]: open start.
[14421]: open end.
[14422]: fopen start.
[14422]: fopen end.
msg=stdout test.
stderr test.
abc123
[root@todanano ~]# ll /tmp/test.fifo
prw-r--r-- 1 root root 0 Apr  1 17:35 /tmp/test.fifo
[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]#
[root@todanano ~]#

やっていることを見やすくするために、諸々エラーチェックを省いているので、
実際に使うときは、必要に応じてエラーチェックしてください。

2016/04/01 追記
ブロッキングの問題を考慮して、ノンブロッキングで読むようにした。