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Linux popen函数  

2014-10-07 14:22:23|  分类: Linux |  标签: |举报 |字号 订阅

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函数定义

#include <stdio.h>

 FILE * popen(const char *command , const char *type ); int pclose(FILE *stream);

函数说明

  popen() 函数通过创建一个管道,调用fork()产生一个子进程,执行一个shell以运行命令来开启一个进程。这个管道必须由pclose()函数关闭,而不是 fclose()函数。pclose()函数关闭标准I/O流,等待命令执行结束,然后返回shell的终止状态。如果shell不能被执行,则 pclose()返回的终止状态与shell已执行exit一样。

  type参数只能是读或者写中的一种,得到的返回值(标准I/O流)也具有和type相应的只读或只写类型。如果type是"r"则文件指针连接到command的标准输出;如果type是"w"则文件指针连接到command的标准输入。

  command参数是一个指向以NULL结束的shell命令字符串的指针。这行命令将被传到bin/sh并使用-c标志,shell将执行这个命令。

  popen()的返回值是个标准I/O流,必须由pclose来终止。前面提到这个流是单向的(只能用于读或写)。向这个流写内容相当于写入该 命令的标准输入,命令的标准输出和调用popen()的进程相同;与之相反的,从流中读数据相当于读取命令的标准输出,命令的标准输入和调用 popen()的进程相同。

返回值

  如果调用fork()或pipe()失败,或者不能分配内存将返回NULL,否则返回标准I/O流。popen()没有为内存分配失败设置 errno值。如果调用fork()或pipe()时出现错误,errno被设为相应的错误类型。如果type参数不合法,errno将返回 EINVAL。

//执行一个shell命令,输出结果逐行存储在resvec中,并返回行数
int32_t myexec(const char *cmd, vector<string> &resvec) {
    resvec.clear();
    FILE *pp = popen(cmd, "r");
    if (!pp) return -1;
    char tmp[1024]; 
    while (fgets(tmp, sizeof(tmp), pp) != NULL) {
        if (tmp[strlen(tmp) - 1] == '\n') tmp[strlen(tmp) - 1] = '\0'; //去除换行符
        resvec.push_back(tmp);
    }
    pclose(pp);
    return resvec.size();
}

popen函数的实现包括一下几步:

1、使用pipe()建立管道

2、使用fork()创建子进程

3、在子进程中调用exec族函数执行命令,通过管道将结果传送至父进程

4、在主进程中等待子进程执行,子进程执行完成后将接收其结果,返回结果的文件指针

类似与system(fork与exec函数的组合),popen在启动另外一个线程时,该线程有可能启动失败或者popen执行shell时失败了,但这个时候popen本身不会报错,直接就造成调用popen的父进程卡住了,可以通过验证errno来避免。


Figure 15.12. The popen and pclose functions
#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(), Figure 2.16.
*/
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 zeroed 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);   /* errno set by fork() */
    } else if (pid == 0) {                           /* child */
        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; /* remember child pid for this fd */
    return(fp);
}


int
pclose(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 */
}

    FILE *mypopen(char *cmd,char type) 
    { 
        int pipefd[2];           //管道描述符 
        int pid_t;               //进程描述符 
     
        if(type !='r' && type != 'w') 
        { 
            printf("myopen() flag error/n"); 
            return NULL; 
        } 
     
        if(pipe(pipefd)<0)        //建立管道 
        { 
            printf("myopen() pipe create error/n"); 
            return NULL; 
        } 
         
        pid_t=fork();             //建立子进程 
     
        if(pid_t < 0)  
            return NULL; 
     
        if(0 == pid_t)            //子进程中...... 
        { 
            if(type == 'r') 
            { 
                close(pipefd[0]);               //此函数返回文件指针是用于读,因此,在子进程中应该将结果写入管道,这样父进程返回的文件指针才能读,所以这里将读端关闭 
                dup2(pipefd[1],STDOUT_FILENO);  //exec函数的执行结果将会通过标准输出写到控制台上,但这里我们不需要在控制台输出,而是需要将结果返回,因此将标准输出重定向到管道写端 
                close(pipefd[1]);        
     
            } 
            else{ 
                close(pipefd[1]); 
                dup2(pipefd[0],STDIN_FILENO); 
                close(pipefd[0]); 
            } 
            char *argv[] = {cmd,NULL};   
            if(execvp(cmd,argv)<0)          //用exec族函数执行命令 
                return NULL;     
        } 
         
        wait(0);                                //等待子进程返回 
     
        if(type=='r'){ 
            close(pipefd[1]); 
            return fdopen(pipefd[0],"r");   //由于程序需要返回的参数是文件指针,因此需要用fdopen函数将描述符打开,其返回值为相应的文件指针  
        }else{ 
            close(pipefd[0]); 
            return fdopen(pipefd[1],"w"); 
        } 
    }
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