常見的操作是創(chuàng)建一個(gè)管道連接到另一個(gè)進(jìn)程，然后讀其輸出或向其輸入端發(fā)送數(shù)據(jù)，為此，標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)提供了兩個(gè)函數(shù)popen和pclose。這兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的操作是：創(chuàng)建一個(gè)管道，調(diào)用fork產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程，關(guān)閉管道的不使用端，執(zhí)行一個(gè)shell以運(yùn)行命令，然后等待命令終止。
#include <stdio.h>FILE *popen(const char *cmdstring, const char *type);返回值：若成功則返回文件指針，若出錯(cuò)則返回NULLint pclose(FILE *fp);返回值：cmdstring的終止?fàn)顟B(tài)，若出錯(cuò)則返回-1
函數(shù)popen先執(zhí)行fork，然后調(diào)用exec以執(zhí)行cmdstring，并且返回一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I/O文件指針。如果type是“r”，則文件指針連接到cmdstring的標(biāo)準(zhǔn)輸出（見圖15-5）。
fp相當(dāng)于管道的fd[0], stdout相當(dāng)于管道的fd[1].
圖15-5 執(zhí)行fp = popen（cmdstring， “r”）函數(shù)的結(jié)果
如果type是“w”，則文件指針連接到cmdstring的標(biāo)準(zhǔn)輸入（見圖15-6）。
fp相當(dāng)于管道的fd[1], stdin相當(dāng)于管道的fd[0].
圖15-6 執(zhí)行fp = popen（cmdstring， “w”）函數(shù)的結(jié)果
pclose函數(shù)關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)I/O流，等待命令執(zhí)行結(jié)束，然后返回shell的終止?fàn)顟B(tài)。（我們?cè)?a title="http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3510101.html" >http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3510101.html對(duì)終止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行過(guò)說(shuō)明，system函數(shù)（http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3512291.html）也返回終止?fàn)顟B(tài)。）如果shell不能被執(zhí)行，則pclose返回的終止?fàn)顟B(tài)與shell已執(zhí)行exit（127）一樣。
cmdstring由Bourne shell以下列方式執(zhí)行：
sh -c cmdstring
這表示shell將擴(kuò)展cmdstring中的任何特殊字符。 例如，可以使用：
fp = popen("ls *.c", "r");或者fp = popen("cmd 2>&1", "r");
實(shí)例
程序清單15-4 用popen向分頁(yè)程序傳送文件
#include "apue.h"#include <sys/wait.h>#define PAGER "${PAGER:-more}" /* environment variable, or default */intmain(int argc, char *argv[]){ char line[MAXLINE]; FILE *fpin, *fpout; if(argc != 2) err_quit("usage: a.out <pathname>"); if((fpin = fopen(argv[1], "r")) == NULL) err_sys("can't open %s", argv[1]); if((fpout = popen(PAGER, "w")) == NULL) err_sys("popen error"); /* copy argv[1] to pager */ while(fgets(line, MAXLINE, fpin) != NULL) { if(fputs(line, fpout) == EOF) err_sys("fputs error to pipe"); } if(ferror(fpin)) err_sys("fgets error"); if(pclose(fpout) == -1) err_sys("pclose error"); exit(0);}
使用popen減少了需要編寫的代碼量。
shell命令${PAGER:-more}的意思是：如果shell變量PAGER已經(jīng)定義，且其值非空，則使用其值，否則使用字符串more。
實(shí)例：popen和pclose函數(shù)
程序清單15-5是我們編寫的popen和pclose版本。
程序清單15-5 popen和pclose函數(shù)
#include "apue.h"#include <errno.h>#include <fcntl.h>#include <sys/wait.h>/** Pointer to array allocated at run-time.*/static pid_t *childpid = NULL;/** From our open_max(), open_max（）函數(shù)見http://www.cnblogs.com/nufangrensheng/p/3496323.html中的程序清單2-4。*/static int maxfd;FILE *popen(const char *cmdstring, const char *type){ int i; int pfd[2]; pid_t pid; FILE *fp; /* only allow "r" or "w" */ if((type[0] != 'r' && type[0] != 'w') || type[1] != 0) { errno = EINVAL; /* required by POSIX */ return(NULL); } if(childpid == NULL) /* first time through */ { /* allocate zerod out array for child pids */ maxfd = open_max(); if((childpid = calloc(maxfd, sizeof(pid_t))) == NULL) return(NULL); } if(pipe(pfd) < 0) return(NULL); /* errno set by pipe() */ if((pid = fork()) < 0) { return(NULL); /* error set by fork() */ } else if(pid == 0) { if(*type == 'r') { close(pfd[0]); if(pfd[1] != STDOUT_FILENO) { dup2(pfd[1], STDOUT_FILENO); close(pfd[1]); } } else { close(pfd[1]); if(pfd[0] != STDIN_FILENO) { dup2(pfd[0], STDIN_FILENO); close(pfd[0]); } } /* close all descriptors in childpid[] */ for(i=0; i < maxfd; i++) if(childpid[i] > 0) close(i); execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0); _exit(127); } /* parent continues... */ if(*type == 'r') { close(pfd[1]); if((fp = fdopen(pfd[0], type)) == NULL) return(NULL); } else { close(pfd[0]); if((fp = fdopen(pfd[1], type)) == NULL) return(NULL); } childpid[fileno(fp)] = pid; /* remeber child pid for this fd */ return(fp);}intpclose(FILE *fp){ int fd, stat; pid_t pid; if(childpid == NULL) { errno = EINVAL; return(-1); /* popen() has never been called */ } fd = fileno(fp); if((pid = childpid[fd]) = 0) { errno = EINVAL; return(-1); /* fp wasn't opened by popen() */ } childpid[fd] = 0; if(fclose(fp) == EOF) return(-1); while(waitpid(pid, &stat, 0) < 0) if(errno != EINTR) return(-1); /* error other than EINTR from waitpid() */ return(stat); /* return child's termination status */}
這里有許多需要考慮的細(xì)節(jié)：首先，每次調(diào)用popen時(shí)，應(yīng)當(dāng)記住所創(chuàng)建的子進(jìn)程的進(jìn)程ID，以及其文件描述符或FILE指針。我們選擇在數(shù)組childpid中保存子進(jìn)程ID，并用文件描述符作為其下標(biāo)。于是，當(dāng)以FILE指針作為參數(shù)調(diào)用pclose時(shí)，我們調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)fileno得到文件描述符，然后取得子進(jìn)程ID，并用其作為參數(shù)調(diào)用waitpid。因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程可能調(diào)用popen多次，所以在動(dòng)態(tài)分配childpid數(shù)組時(shí)（第一次調(diào)用popen時(shí)），其數(shù)組長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是最大文件描述符數(shù)，于是該數(shù)組中可以存放與最大文件描述符數(shù)相同的子進(jìn)程。
POSIX.1要求子進(jìn)程 關(guān)閉在之前調(diào)用popen時(shí)打開且當(dāng)前仍舊打開的所有I/O流。為此，在子進(jìn)程中從頭逐個(gè)檢查childpid數(shù)組的各元素，關(guān)閉仍舊打開的任何描述符。
若pclose的調(diào)用者已經(jīng)為信號(hào)SIGCHLD設(shè)置了一個(gè)信號(hào)處理程序，則pclose中的waitpid調(diào)用將返回一個(gè)EINTR。因?yàn)樵试S調(diào)用者捕捉此信號(hào)（或者任何其他可能中斷waitpid調(diào)用的信號(hào)），所以當(dāng)waitpid被一個(gè)捕捉到的信號(hào)中斷時(shí)，我們只是再次調(diào)用waitpid。
注意，如果應(yīng)用程序調(diào)用waitpid，并且獲得popen所創(chuàng)建的子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)，則在應(yīng)用程序調(diào)用pclose時(shí)，其中將調(diào)用waitpid，它發(fā)現(xiàn)子進(jìn)程已不再存在，此時(shí)返回-1，errno被設(shè)置為ECHILD。
注意，popen絕不應(yīng)由設(shè)置用戶ID或設(shè)置用戶組ID程序調(diào)用。當(dāng)它執(zhí)行命令時(shí)，popen等同于：
execl("/bin/sh", "sh", "-c", command, NULL);
它在從調(diào)用者繼承的環(huán)境中執(zhí)行shell，并由shell解釋執(zhí)行command。一個(gè)心懷不軌的用戶可以操縱這種環(huán)境，使得shell能以設(shè)置ID文件模式所授予的提升了的權(quán)限以及非預(yù)期的方式執(zhí)行命令。
popen特別適用于構(gòu)造簡(jiǎn)單的過(guò)濾器程序，它變換運(yùn)行命令的輸入或輸出。當(dāng)命令希望構(gòu)造它自己的管道線時(shí)，就是這種情形。
實(shí)例
考慮一個(gè)應(yīng)用程序，它向標(biāo)準(zhǔn)輸出寫一個(gè)提示，然后從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀1行。使用popen，可以在應(yīng)用程序和輸入之間插入一個(gè)程序以便對(duì)輸入進(jìn)行變換處理。圖15-7顯示了為此做的進(jìn)程安排。
圖15-7 用popen對(duì)輸入進(jìn)行變換處理
對(duì)輸入進(jìn)行的變化可能是路徑名擴(kuò)充，或者是提供一種歷史機(jī)制（記住以前輸入的命令）。
程序清單15-6是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)濾程序，它只是將標(biāo)準(zhǔn)輸入復(fù)制到標(biāo)準(zhǔn)輸出，在復(fù)制時(shí)，將所有大寫字符變換為小寫字符。在寫了一行以后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸出進(jìn)行了沖洗（用fflush），其理由可參考進(jìn)程間通信之協(xié)同進(jìn)程。
程序清單15-6 將大寫字符轉(zhuǎn)換成小寫字符的過(guò)濾程序
#include "apue.h"#include <ctype.h>intmain(void){ int c; while((c = getchar()) != EOF) { if(isupper(c)) c = tolower(c); if(putchar(c) == EOF) err_sys("output error"); if(c == '\n') fflush(stdout); } exit(0);}
對(duì)該過(guò)濾程序進(jìn)行編譯，其可執(zhí)行目標(biāo)代碼放在文件myuclc中（也就是編譯后的可執(zhí)行文件名為myuclc），然后在程序清單15-7中用popen調(diào)用它們。
程序清單15-7 調(diào)用大寫/小寫過(guò)濾程序以讀取命令
#include "apue.h"#include <sys/wait.h>intmain(void){ char line[MAXLINE]; FILE *fpin; if((fpin = popen("/home/zhu/apue/myuclc", "r")) == NULL) err_sys("popen error"); for(;;) { fputs("prompt> ", stdout); fflush(stdout); if(fgets(line, MAXLINE, fpin) == NULL) /* read from pipe */ break; if(fputs(line, stdout) == EOF) err_sys("fputs error to pipe"); } if(pclose(fpin) == -1) err_sys("pclose error"); putchar('\n'); exit(0);}
因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)輸出通常是行緩沖的，而提示符并不包括換行符，所以在寫了提示之后，需要調(diào)用fflush。
本篇博文內(nèi)容摘自《UNIX環(huán)境高級(jí)編程》（第二版），僅作個(gè)人學(xué)習(xí)記錄所用。關(guān)于本書可參考：http://www.apuebook.com/。
聯(lián)系客服
