现在开发的项目是从solaris到linux的应用移植。经常用到popen函数，使用8192字节的数组读取popen输出，但没有进行溢出判断。
刚开始认为是一个简单的内存越界，但对popen和PIPE调查以后，疑惑越来越多了。
1）问题的引出
popen使用管道来记录被调用命令的输出，那么popen的最大写入字节数必然是管道的最大值。
使用linux的ulimit -a来查看系统限制：
[[email protected] linux]$ ulimit -a core file size (blocks, -c) 0 data seg size (kbytes, -d) unlimited scheduling priority (-e) 0 file size (blocks, -f) unlimited pending signals (-i) 16204 max locked memory (kbytes, -l) 64 max memory size (kbytes, -m) unlimited open files (-n) 1024 pipe size (512 bytes, -p) 8 POSIX message queues (bytes, -q) 819200 real-time priority (-r) 0 stack size (kbytes, -s) 8192 cpu time (seconds, -t) unlimited max user processes (-u) 1024 virtual memory (kbytes, -v) unlimited file locks (-x) unlimited
查看solaris的系统限制：
bash-3.00$ ulimit -a core file size (blocks, -c) unlimited data seg size (kbytes, -d) unlimited file size (blocks, -f) unlimited open files (-n) 256 pipe size (512 bytes, -p) 10 stack size (kbytes, -s) 8192 cpu time (seconds, -t) unlimited max user processes (-u) 29995 virtual memory (kbytes, -v) unlimited
可以看到在linux系统上pipe size 为512bytes * 8= 4096bytes。solaris系统上pipe size为512bytes * 10= 5120bytes。
无论是4096还是5120都是远远小于8912的。因此使用8912字节的buf来读取popen的输出时绝对不会出现内存越界问题了。
2）问题的深入
通过ulimit看似得到了正确的结果，但在实际测试中却让人大跌眼镜！
测试程序：
test_popen.c
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE *fp;
int i;
char *p;
char buf[128];
fp = popen("./test_print", "r");
if(fp ==NULL) {
printf("NG\n");
return -1;
}
fgets(buf, 128, fp);
pclose(fp);
return 0;
}
test_print.c
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int i;
for(i=0; i<0xffffffff;i++)
printf("a");
return 0;
}
将test_popen.c 和test_print.c分别编译为test_popen和test_print，运行test_popen，程序竟然正常运行！test_print明明输出了4G的字符啊
3）探究原理。
通过man 7 pipe来理解PIPE（我的man版本是1.6f）
PIPE_BUF
POSIX.1-2001 says that write(2)s of less than PIPE_BUF bytes must be
atomic: the output data is written to the pipe as a contiguous
sequence. Writes of more than PIPE_BUF bytes may be non-atomic: the
kernel may interleave the data with data written by other processes.
POSIX.1-2001 requires PIPE_BUF to be at least 512 bytes. (On Linux,
PIPE_BUF is 4096 bytes.) The precise semantics depend on whether the
file descriptor is non-blocking (O_NONBLOCK), whether there are multi-
ple writers to the pipe, and on n, the number of bytes to be written:
PIPE_BUF确实为4096，但PIPE_BUF是指原子写的最大值，4kb刚好是1page size，并不是指PIPE SIZE
在谷歌上搜索内核源码，在3.10的内核中有如下：
133 /* Differs from PIPE_BUF in that PIPE_SIZE is the length of the actual 134 memory allocation, whereas PIPE_BUF makes atomicity guarantees. */ 135 #define PIPE_SIZE PAGE_SIZE明确说明了PIPE_BUF和PIPE_SIZE的不同
进一步调查，发现在2.6.11之前，PIPE_SIZE为4k，之后内核中PIPE_SIZE为64k，那为何能写入多达4G的字符呢？
这时我想到了popen的源码，查看了popen在BSD的实现，除了使用pipe函数外，与system调用并无区别。
点我查看popen源代码
4）结论
依赖linux的pipe特性的程序并不是好的设计，非常容易出乱子（目前还未发生），最好还是老老实实地做内存越界判断，降低与系统的耦合性。