第15章 进程间通行 15.3函数popen和pclose
<436>
（1）
FILE *popen(const char *command, const char *type);
popen函数创建一个连接到另一个进程的管道。
若type是“r”，则文件指针连接到command的标准输出，可通过文件指针读取command的输出。
若type是“w”，则文件指针连接到command的标准输入，可通过文件指针向command发送数据。
int pclose(FILE *stream);
//此例子为用popen向分页程序传送文件。popen创建了连接到分页程序的管道。
#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
#define PAGER "${PAGER:-more}" /* environment variable, or default */
int
main(int argc, char *argv[])
{
char line[MAXLINE];
FILE *fpin, *fpout;
if (argc != 2)
err_quit("usage: a.out <pathname>");
if ((fpin = fopen(argv[1], "r")) == NULL)
err_sys("can't open %s", argv[1]);
if ((fpout = popen(PAGER, "w")) == NULL)
err_sys("popen error");
/* copy argv[1] to pager */
while (fgets(line, MAXLINE, fpin) != NULL) {
if (fputs(line, fpout) == EOF)
err_sys("fputs error to pipe");
}
if (ferror(fpin))
err_sys("fgets error");
if (pclose(fpout) == -1)
err_sys("pclose error");
exit(0);
}
（2）
#define PAGER "${PAGER:-more}" /* environment variable, or default */
if ((fpout = popen(PAGER, "w")) == NULL)
err_sys("popen error");
如果shell变量PAGER已经定义，且其值非空，则使用其值，否则使用字符串more。
<437>popen函数和pclose函数的实现
#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(), {Prog openmax}.
*/
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;
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 (pfd[0] >= maxfd || pfd[1] >= maxfd) {
close(pfd[0]);
close(pfd[1]);
errno = EMFILE;
return(NULL);
}
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);
}
popen函数步骤。
（1）判断行参type是否正确。
（2）若第一此调用popen函数则创建数组childpid。文件描述符做数组下标，数组元素保存子进程ID，数组大小为最大打开文件数。
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
The calloc() function allocates memory for an array of nmemb elements of size bytes each and returns a pointer to the allocated memory. The memory is set to zero. If nmemb or size is 0, then calloc() returns either NULL, or a unique pointer value that can later be successfully passed to free().
open_max()函数确定文件描述符个数，即最大可打开文件数。
（3）创建管道，不使用值大于（或等于）open_max函数返回值的管道文件描述符。
（4）子进程中调用dup2,使其标准输入或输出成为管道的读或写端。
（5）一个进程可能调用popen多次，所以关闭那些以前调用popen打开的/现在仍然在子进程中打开着的I/O流。
（6）子进程中执行命令字符串。
（4）父进程调用fdopen函数产生popen函数的返回值。
FILE *fdopen(int fd, const char *mode);
The fdopen() function associates a stream with the existing file descriptor, fd.
（5）父进程保存子进程ID。
int fileno(FILE *stream);
The function fileno() examines the argument stream and returns its integer descriptor.
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 (fd >= maxfd) {
errno = EINVAL;
return(-1); /* invalid file descriptor */
}
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 */
}
<441>
（1）此程序演示在，应用程序和输入之间插入一个程序以便对输入进行变换处理。
//调用大小写过滤程序读取命令。
#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
int
main(void)
{
char line[MAXLINE];
FILE *fpin;
if ((fpin = popen("./myuclc", "r")) == NULL)
err_sys("popen error");
for ( ; ; ) {
fputs("prompt> ", stdout);
fflush(stdout);//标准输出通常是行缓冲，而提示符不包含换行符，所以在写了提示之后，调用fflush
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);
}
（2）过滤程序，将大写字符变换为小写字符。
#include <ctype.h>
int
main(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);
}