Linux 3.0: выполнение дочернего процесса с помощью piped stdin / stdout

Question

В Linux 3.0 / C ++:

Мне нужна функция, которая выполняет следующие действия:

string f(string s)
{
    string r = system("foo < s");
    return r;
}

Очевидно, что вышеприведенное не работает, но вы поняли идею.У меня есть строка s, которую я хотел бы передать в качестве стандартного ввода при выполнении дочернего процесса приложения "foo", а затем я хотел бы записать его стандартный вывод в строку r и затем вернуть его.

Какую комбинацию системных вызовов linux или функций posix мне следует использовать?

Answer 1

Код, предоставленный eerpini, не работает как написано. Обратите внимание, например, что концы трубы, которые закрыты в родительском элементе, используются позже. Посмотрите на

close(wpipefd[1]); 

и последующая запись в этот закрытый дескриптор. Это просто транспонирование, но оно показывает, что этот код никогда не использовался. Ниже приведена версия, которую я протестировал. К сожалению, я изменил стиль кода, так что это не было принято как редактирование кода eerpini.

Единственное структурное изменение заключается в том, что я перенаправляю ввод-вывод только в дочернем (обратите внимание, что вызовы dup2 только в дочернем пути). Это очень важно, потому что в противном случае ввод-вывод родительского устройства испортится. Спасибо eerpini за первоначальный ответ, который я использовал при разработке этого.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

#define PIPE_READ 0
#define PIPE_WRITE 1

int createChild(const char* szCommand, char* const aArguments[], char* const aEnvironment[], const char* szMessage) {
  int aStdinPipe[2];
  int aStdoutPipe[2];
  int nChild;
  char nChar;
  int nResult;

  if (pipe(aStdinPipe) < 0) {
    perror("allocating pipe for child input redirect");
    return -1;
  }
  if (pipe(aStdoutPipe) < 0) {
    close(aStdinPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdinPipe[PIPE_WRITE]);
    perror("allocating pipe for child output redirect");
    return -1;
  }

  nChild = fork();
  if (0 == nChild) {
    // child continues here

    // redirect stdin
    if (dup2(aStdinPipe[PIPE_READ], STDIN_FILENO) == -1) {
      exit(errno);
    }

    // redirect stdout
    if (dup2(aStdoutPipe[PIPE_WRITE], STDOUT_FILENO) == -1) {
      exit(errno);
    }

    // redirect stderr
    if (dup2(aStdoutPipe[PIPE_WRITE], STDERR_FILENO) == -1) {
      exit(errno);
    }

    // all these are for use by parent only
    close(aStdinPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdinPipe[PIPE_WRITE]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_WRITE]); 

    // run child process image
    // replace this with any exec* function find easier to use ("man exec")
    nResult = execve(szCommand, aArguments, aEnvironment);

    // if we get here at all, an error occurred, but we are in the child
    // process, so just exit
    exit(nResult);
  } else if (nChild > 0) {
    // parent continues here

    // close unused file descriptors, these are for child only
    close(aStdinPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_WRITE]); 

    // Include error check here
    if (NULL != szMessage) {
      write(aStdinPipe[PIPE_WRITE], szMessage, strlen(szMessage));
    }

    // Just a char by char read here, you can change it accordingly
    while (read(aStdoutPipe[PIPE_READ], &nChar, 1) == 1) {
      write(STDOUT_FILENO, &nChar, 1);
    }

    // done with these in this example program, you would normally keep these
    // open of course as long as you want to talk to the child
    close(aStdinPipe[PIPE_WRITE]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_READ]);
  } else {
    // failed to create child
    close(aStdinPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdinPipe[PIPE_WRITE]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_WRITE]);
  }
  return nChild;
}

Answer 2

Поскольку вам нужен двунаправленный доступ к процессу, вам придется делать то, что popen делает явно, за кулисами с помощью каналов.Я не уверен, что все это изменится в C ++, но вот чистый пример C:

void piped(char *str){
    int wpipefd[2];
    int rpipefd[2];
    int defout, defin;
    defout = dup(stdout);
    defin = dup (stdin);
    if(pipe(wpipefd) < 0){
            perror("Pipe");
            exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(pipe(rpipefd) < 0){
            perror("Pipe");
            exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(dup2(wpipefd[0], 0) == -1){
            perror("dup2");
            exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(dup2(rpipefd[1], 1) == -1){
            perror("dup2");
            exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(fork() == 0){
            close(defout);
            close(defin);
            close(wpipefd[0]);
            close(wpipefd[1]);
            close(rpipefd[0]);
            close(rpipefd[1]);
            //Call exec here. Use the exec* family of functions according to your need
    }
    else{
            if(dup2(defin, 0) == -1){
                    perror("dup2");
                    exit(EXIT_FAILURE);
            }
            if(dup2(defout, 1) == -1){
                    perror("dup2");
                    exit(EXIT_FAILURE);
            }
            close(defout);
            close(defin);
            close(wpipefd[1]);
            close(rpipefd[0]);
            //Include error check here
            write(wpipefd[1], str, strlen(str));
            //Just a char by char read here, you can change it accordingly
            while(read(rpipefd[0], &ch, 1) != -1){
                    write(stdout, &ch, 1);
            }
    }

}

Эффективно вы делаете это:

1. Создание каналов и перенаправление stdoutи stdin к концам двух каналов (обратите внимание, что в linux pipe () создает однонаправленные каналы, поэтому вам нужно использовать два канала для вашей цели).
2. Exec теперь запустит новый процесс, который имеетКонцы каналов для stdin и stdout.
3. Закройте неиспользуемые дескрипторы, запишите строку в канал и затем начните чтение того, что процесс может выгрузить в другой канал.

dup () используется для создания дублирующейся записи в таблице дескрипторов файлов.Хотя dup2 () изменяет то, на что указывает дескриптор.

Примечание. Как упоминал Ammo @ в своем решении, то, что я предоставил выше, является более или менее шаблоном, но он не будет работать, если вы просто попытались выполнитьочевидно, что отсутствует exec * (семейство функций), поэтому дочерний процесс завершается почти сразу после fork ().

Answer 3

В коде боеприпасов есть ошибки при обработке ошибок.Дочерний процесс возвращается после ошибки dup вместо выхода.Возможно, детей можно заменить на:

    if (dup2(aStdinPipe[PIPE_READ], STDIN_FILENO) == -1 ||
        dup2(aStdoutPipe[PIPE_WRITE], STDOUT_FILENO) == -1 ||
        dup2(aStdoutPipe[PIPE_WRITE], STDERR_FILENO) == -1
        ) 
    {
        exit(errno); 
    }

    // all these are for use by parent only
    close(aStdinPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdinPipe[PIPE_WRITE]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_READ]);
    close(aStdoutPipe[PIPE_WRITE]);