リダイレクトされた入出力を使用した子プロセスの作成

[アーティクル]
06/13/2023

このトピックの例では、コンソールプロセスから CreateProcess 関数を使用して子プロセスを作成する方法を示します。また、匿名パイプを使用して子プロセスの標準入力ハンドルと出力ハンドルをリダイレクトする手法も示します。名前付きパイプは、プロセス I/O のリダイレクトにも使用できることに注意してください。

CreatePipe 関数は、SECURITY_ATTRIBUTES構造体を使用して、2 つのパイプの読み取りおよび書き込み終端に継承可能なハンドルを作成します。 1 つのパイプの読み取り終了は子プロセスの標準入力として機能し、もう一方のパイプの書き込み終了は子プロセスの標準出力です。これらのパイプハンドルは STARTUPINFO 構造体で指定され、子プロセスによって継承される標準ハンドルになります。

親プロセスは、これら 2 つのパイプの反対側の端を使用して、子プロセスの入力に書き込み、子プロセスの出力から読み取ります。 SECURITY_ATTRIBUTES構造体で指定されているように、これらのハンドルも継承可能です。ただし、これらのハンドルを継承することはできません。したがって、子プロセスを作成する前に、親プロセスは SetHandleInformation 関数を使用して、子プロセスの標準入力の書き込みハンドルと、子プロセスの標準出力の読み取りハンドルを継承できないようにします。詳細については、「パイプ」を参照してください。

親プロセスのコードを次に示します。 1 つのコマンドライン引数 (テキストファイルの名前) を受け取ります。

#include <windows.h> 
#include <tchar.h>
#include <stdio.h> 
#include <strsafe.h>

#define BUFSIZE 4096 
 
HANDLE g_hChildStd_IN_Rd = NULL;
HANDLE g_hChildStd_IN_Wr = NULL;
HANDLE g_hChildStd_OUT_Rd = NULL;
HANDLE g_hChildStd_OUT_Wr = NULL;

HANDLE g_hInputFile = NULL;
 
void CreateChildProcess(void); 
void WriteToPipe(void); 
void ReadFromPipe(void); 
void ErrorExit(PCTSTR); 
 
int _tmain(int argc, TCHAR *argv[]) 
{ 
   SECURITY_ATTRIBUTES saAttr; 
 
   printf("\n->Start of parent execution.\n");

// Set the bInheritHandle flag so pipe handles are inherited. 
 
   saAttr.nLength = sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES); 
   saAttr.bInheritHandle = TRUE; 
   saAttr.lpSecurityDescriptor = NULL; 

// Create a pipe for the child process's STDOUT. 
 
   if ( ! CreatePipe(&g_hChildStd_OUT_Rd, &g_hChildStd_OUT_Wr, &saAttr, 0) ) 
      ErrorExit(TEXT("StdoutRd CreatePipe")); 

// Ensure the read handle to the pipe for STDOUT is not inherited.

   if ( ! SetHandleInformation(g_hChildStd_OUT_Rd, HANDLE_FLAG_INHERIT, 0) )
      ErrorExit(TEXT("Stdout SetHandleInformation")); 

// Create a pipe for the child process's STDIN. 
 
   if (! CreatePipe(&g_hChildStd_IN_Rd, &g_hChildStd_IN_Wr, &saAttr, 0)) 
      ErrorExit(TEXT("Stdin CreatePipe")); 

// Ensure the write handle to the pipe for STDIN is not inherited. 
 
   if ( ! SetHandleInformation(g_hChildStd_IN_Wr, HANDLE_FLAG_INHERIT, 0) )
      ErrorExit(TEXT("Stdin SetHandleInformation")); 
 
// Create the child process. 
   
   CreateChildProcess();

// Get a handle to an input file for the parent. 
// This example assumes a plain text file and uses string output to verify data flow. 
 
   if (argc == 1) 
      ErrorExit(TEXT("Please specify an input file.\n")); 

   g_hInputFile = CreateFile(
       argv[1], 
       GENERIC_READ, 
       0, 
       NULL, 
       OPEN_EXISTING, 
       FILE_ATTRIBUTE_READONLY, 
       NULL); 

   if ( g_hInputFile == INVALID_HANDLE_VALUE ) 
      ErrorExit(TEXT("CreateFile")); 
 
// Write to the pipe that is the standard input for a child process. 
// Data is written to the pipe's buffers, so it is not necessary to wait
// until the child process is running before writing data.
 
   WriteToPipe(); 
   printf( "\n->Contents of %S written to child STDIN pipe.\n", argv[1]);
 
// Read from pipe that is the standard output for child process. 
 
   printf( "\n->Contents of child process STDOUT:\n\n");
   ReadFromPipe(); 

   printf("\n->End of parent execution.\n");

// The remaining open handles are cleaned up when this process terminates. 
// To avoid resource leaks in a larger application, close handles explicitly. 

   return 0; 
} 
 
void CreateChildProcess()
// Create a child process that uses the previously created pipes for STDIN and STDOUT.
{ 
   TCHAR szCmdline[]=TEXT("child");
   PROCESS_INFORMATION piProcInfo; 
   STARTUPINFO siStartInfo;
   BOOL bSuccess = FALSE; 
 
// Set up members of the PROCESS_INFORMATION structure. 
 
   ZeroMemory( &piProcInfo, sizeof(PROCESS_INFORMATION) );
 
// Set up members of the STARTUPINFO structure. 
// This structure specifies the STDIN and STDOUT handles for redirection.
 
   ZeroMemory( &siStartInfo, sizeof(STARTUPINFO) );
   siStartInfo.cb = sizeof(STARTUPINFO); 
   siStartInfo.hStdError = g_hChildStd_OUT_Wr;
   siStartInfo.hStdOutput = g_hChildStd_OUT_Wr;
   siStartInfo.hStdInput = g_hChildStd_IN_Rd;
   siStartInfo.dwFlags |= STARTF_USESTDHANDLES;
 
// Create the child process. 
    
   bSuccess = CreateProcess(NULL, 
      szCmdline,     // command line 
      NULL,          // process security attributes 
      NULL,          // primary thread security attributes 
      TRUE,          // handles are inherited 
      0,             // creation flags 
      NULL,          // use parent's environment 
      NULL,          // use parent's current directory 
      &siStartInfo,  // STARTUPINFO pointer 
      &piProcInfo);  // receives PROCESS_INFORMATION 
   
   // If an error occurs, exit the application. 
   if ( ! bSuccess ) 
      ErrorExit(TEXT("CreateProcess"));
   else 
   {
      // Close handles to the child process and its primary thread.
      // Some applications might keep these handles to monitor the status
      // of the child process, for example. 

      CloseHandle(piProcInfo.hProcess);
      CloseHandle(piProcInfo.hThread);
      
      // Close handles to the stdin and stdout pipes no longer needed by the child process.
      // If they are not explicitly closed, there is no way to recognize that the child process has ended.
      
      CloseHandle(g_hChildStd_OUT_Wr);
      CloseHandle(g_hChildStd_IN_Rd);
   }
}
 
void WriteToPipe(void) 

// Read from a file and write its contents to the pipe for the child's STDIN.
// Stop when there is no more data. 
{ 
   DWORD dwRead, dwWritten; 
   CHAR chBuf[BUFSIZE];
   BOOL bSuccess = FALSE;
 
   for (;;) 
   { 
      bSuccess = ReadFile(g_hInputFile, chBuf, BUFSIZE, &dwRead, NULL);
      if ( ! bSuccess || dwRead == 0 ) break; 
      
      bSuccess = WriteFile(g_hChildStd_IN_Wr, chBuf, dwRead, &dwWritten, NULL);
      if ( ! bSuccess ) break; 
   } 
 
// Close the pipe handle so the child process stops reading. 
 
   if ( ! CloseHandle(g_hChildStd_IN_Wr) ) 
      ErrorExit(TEXT("StdInWr CloseHandle")); 
} 
 
void ReadFromPipe(void) 

// Read output from the child process's pipe for STDOUT
// and write to the parent process's pipe for STDOUT. 
// Stop when there is no more data. 
{ 
   DWORD dwRead, dwWritten; 
   CHAR chBuf[BUFSIZE]; 
   BOOL bSuccess = FALSE;
   HANDLE hParentStdOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

   for (;;) 
   { 
      bSuccess = ReadFile( g_hChildStd_OUT_Rd, chBuf, BUFSIZE, &dwRead, NULL);
      if( ! bSuccess || dwRead == 0 ) break; 

      bSuccess = WriteFile(hParentStdOut, chBuf, 
                           dwRead, &dwWritten, NULL);
      if (! bSuccess ) break; 
   } 
} 
 
void ErrorExit(PCTSTR lpszFunction) 

// Format a readable error message, display a message box, 
// and exit from the application.
{ 
    LPVOID lpMsgBuf;
    LPVOID lpDisplayBuf;
    DWORD dw = GetLastError(); 

    FormatMessage(
        FORMAT_MESSAGE_ALLOCATE_BUFFER | 
        FORMAT_MESSAGE_FROM_SYSTEM |
        FORMAT_MESSAGE_IGNORE_INSERTS,
        NULL,
        dw,
        MAKELANGID(LANG_NEUTRAL, SUBLANG_DEFAULT),
        (LPTSTR) &lpMsgBuf,
        0, NULL );

    lpDisplayBuf = (LPVOID)LocalAlloc(LMEM_ZEROINIT, 
        (lstrlen((LPCTSTR)lpMsgBuf)+lstrlen((LPCTSTR)lpszFunction)+40)*sizeof(TCHAR)); 
    StringCchPrintf((LPTSTR)lpDisplayBuf, 
        LocalSize(lpDisplayBuf) / sizeof(TCHAR),
        TEXT("%s failed with error %d: %s"), 
        lpszFunction, dw, lpMsgBuf); 
    MessageBox(NULL, (LPCTSTR)lpDisplayBuf, TEXT("Error"), MB_OK); 

    LocalFree(lpMsgBuf);
    LocalFree(lpDisplayBuf);
    ExitProcess(1);
}

子プロセスのコードを次に示します。 STDIN と STDOUT の継承されたハンドルを使用して、親によって作成されたパイプにアクセスします。親プロセスは、入力ファイルから読み取り、パイプに情報を書き込みます。子は STDIN を使用してパイプを介してテキストを受け取り、STDOUT を使用してパイプに書き込みます。親はパイプの読み取り終了から読み取り、その情報を STDOUT に表示します。

#include <windows.h>
#include <stdio.h>

#define BUFSIZE 4096 
 
int main(void) 
{ 
   CHAR chBuf[BUFSIZE]; 
   DWORD dwRead, dwWritten; 
   HANDLE hStdin, hStdout; 
   BOOL bSuccess; 
 
   hStdout = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); 
   hStdin = GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE); 
   if ( 
       (hStdout == INVALID_HANDLE_VALUE) || 
       (hStdin == INVALID_HANDLE_VALUE) 
      ) 
      ExitProcess(1); 
 
   // Send something to this process's stdout using printf.
   printf("\n ** This is a message from the child process. ** \n");

   // This simple algorithm uses the existence of the pipes to control execution.
   // It relies on the pipe buffers to ensure that no data is lost.
   // Larger applications would use more advanced process control.

   for (;;) 
   { 
   // Read from standard input and stop on error or no data.
      bSuccess = ReadFile(hStdin, chBuf, BUFSIZE, &dwRead, NULL); 
      
      if (! bSuccess || dwRead == 0) 
         break; 
 
   // Write to standard output and stop on error.
      bSuccess = WriteFile(hStdout, chBuf, dwRead, &dwWritten, NULL); 
      
      if (! bSuccess) 
         break; 
   } 
   return 0;
}

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