CGIC简明教程

本系列的目的是演示如何使用C语言的CGI库“CGIC”完成Web开发的各种要求。

 

     基础知识
    * 1: 使用CGIC的基本思路
    * 2: 获取Get请求字符串
    * 3: 反转义
    * 4: 获取请求中的参数值
     进阶训练
    * 用CGIC实现文件上传


CGIC简明教程1：使用CGIC的基本思路

C语言编程是一项复杂且容易出错的工作，所以在完成复杂任务时，一定要选择合适的库。对于用C语言编写CGI程序则更是如此。
CGIC是非常优秀的C语言CGI库函数。 其下载地址为：，现在的版本号是2.05。
本站从今天开始，将逐步介绍如何使用CGIC完成各种操作，也可以说是一个Tutorial。
（注：本系列涉及的编程环境都是Linux，Windows用户需要对用到的操作系统命令稍作修改）

本文纲要 ：
CGIC的安装、测试安装、使用CGIC的基本思路；
1) CGIC的下载安装

从上面提供的官方网址下载了CGIC库之后，解开压缩包，里面有大约10个文件，有用的是：
cgic.h：头文件；
cgic.c：CGIC的源代码文件；
cgictest.c：CGIC库的作者提供的一个CGI程序例子；
capture.c：用于调试CGI程序的工具；
Makefile：安装CGIC的脚本文件；
可以看到，整个库实际上就是cgic.c一个文件，可以说是非常的精炼。
我们可以把CGIC安装为操作系统的一个动态链接库，这样我们每次编译的时候，就不需要有cgic.c这个源文件了。
但是由于需要（以后将会看到），我们将修改cgic.c代码，所以我们不把它安装进系统。每次编译的时候，只要把cgic.c和cgic.h放到当前文件夹就好了。
2) 测试安装

在开始编写你自己的CGI程序之前，一定要先走通他的例子程序，免得后来程序出错的时候还不知道是配置有问题，还是你的程序代码有问题。
我们用他自带cgictest.c来实现自己的第一个C语言CGI程序。
你可以新建一个工作目录，用于存放你的CGI程序源代码，把cgic.h, cgic.c, cgictest.c三个文件拷贝到这个目录，然后建立一个Makefile文件，其内容为：

   1. test.cgi:cgictest.c cgic.h cgic.c
   2. gcc -wall cgictest.c cgic.c -o test.cgi

需要提醒的是，第二行开头一定是一个tab键（且仅有一个），不能使用空格。
保存好Makefile的内容之后，执行make命令：
make

我们看到，当前目录下应该多了一个test.cgi文件。

在你的网站根目录下建立一个cgi-bin目录（当然名字可以任意取，但作为习惯，一般叫做cgi-bin），然后在Apache的配置文件里赋予其执行 CGI代码的权限，权限修改完之后要重启Apache。完成之后，把刚才生成的test.cgi放到cgi-bin目录中。此时我们可以在浏览器中输入以 下地址进行访问：


如果正常的话，应该看到一个网页被展示出来。这样，第一个C语言的CGI程序就运行起来了。
如果浏览器报错，那么多半是配置Apache的时候有些操作没有正确完成。
3) 使用CGIC的基本思路

从cgic.c的代码可以看出，它定义了main函数，而在cgictest.c中定义了一个cgiMain函数。也就是说，对于使用CGIC编写的 CGI程序，都是从cgic.c中的代码进入，在库函数完成了一系列必要的操作（比如解析参数、获取系统环境变量）之后，它才会调用你的代码（从你定义的 cgiMain进入）。

另外一点就是，cgi程序输出HTML页面的方式都是使用printf把页面一行一行地打印出来，比如cgictest.c中的这一段代码：
fprintf(cgiOut, "\n");<br> fprintf(cgiOut, "Default contents go here. \n");<br> fprintf(cgiOut, "\n");

上面这段代码的运行结果就是在页面上输出一个textarea。第一个参数cgiOut实际上就是stdin，所以我们可以直接使用printf，而不必使用fprintf。不过在调试的时候会用到fprintf来重定向输出。
这种方式与Java Servlet非常类似，Servlet也是通过调用打印语句System.out.println(…)来输出一个页面。（不过后来Java推出了JSP来克服这种不便。）
但是与Servlet不同的地方在于，使用C语言的我们还要自己输出HTML头部（声明文档类型）：
cgiHeaderContentType("text/html");

这个语句的调用一定要在所有printf语句之前。而这个语句执行的任务实际上就是：
void cgiHeaderContentType(char *mimeType) {
    fprintf(cgiOut, "Content-type: %s\r\n\r\n", mimeType);
}

这个语句告诉浏览器，这次传来的数据是什么类型，是一个HTML文档，还是一个bin文件… 如果是个HTML文档，就通过浏览器窗口显示，如果是一个bin（二进制）文件，则打开下载窗口，让用户选择是否保存文件以及保存文件的路径。

理解了这几点之后，你就可以编写自己的CGIC程序了。新建一个文件test.c试试：
下载: test.c

   1. #include
   2. #include "cgic.h"
   3. #include
   4. #include
   5. int cgiMain() {
   6.     cgiHeaderContentType("text/html");
   7.     fprintf(cgiOut, "\n");
   8.     fprintf(cgiOut, "\n");
   9.     fprintf(cgiOut, "

Hello CGIC

\n");
  10.     fprintf(cgiOut, "\n");
  11.     return 0;
  12. }

把Makefile文件中的cgitest.c全部换称test.c，保存，再执行make命令即可。
此时通过浏览器访问，会在页面上看到一个大大的“Hello CGIC”。


CGIC简明教程2：获取Get请求字符串


Get请求就是我们在浏览器地址栏输入URL时发送请求的方式，或者我们在HTML中定义一个表单（form）时，把action属性设为“Get”时的工作方式；

Get请求字符串就是跟在URL后面以问号“?”开始的字符串，但不包括问号。比如这样的一个请求：


在上面这个URL中，“ThisIsTheGetString”就是Get请求字符串。

在进入我们自己编写的cgi代码之前，CGIC库已经事先把这个字符串取到了，我们可以在程序中直接获得，要做的仅仅是在你编写的cgiMain方法前面加入以下声明：
extern char *cgiQueryString;

现在给出一个简单的例子，这个例子跟上一篇的测试程序非常相似，只不过程序的输出是使用者输入的Get请求字符串。
下载: test.c

   1. #include
   2. #include "cgic.h"
   3. #include
   4. #include
   5. 
   6. extern char *cgiQueryString;
   7. int cgiMain() {
   8.     cgiHeaderContentType("text/html");
   9.     fprintf(cgiOut, "\n");
  10.     fprintf(cgiOut, "\n");
  11.     fprintf(cgiOut, "");
  12.     fprintf(cgiOut, "

%s

",cgiQueryString);
  13.     fprintf(cgiOut, "\n");
  14.     fprintf(cgiOut, "\n");
  15.     return 0;
  16. }

假设把这个程序编译成out.cgi（编译方法参见上一篇），并部署到Web服务器的cgi-bin目录下，当用户在浏览器地址栏输入本文开头给出的URL字符串时，浏览器页面上会显示：
ThisIsTheGetString

我们也可以编写一个用于测试的HTML页面：
下载: test.html

   1.
   2.
   3.    
   4.
   5.
   6.    

   7.        
   8.        
   9.    
 

10.
  11.

文件的部署结构应该为：
|test.html
|—-cgi-bin/out.cgi

大家可以试试，通过浏览器访问 ，在文本框内输入一些字符，并点击提交按钮，然后就可以看到cgi程序的执行结果：把在文本框输入的字符原样显示在浏览器上。



CGIC简明教程3：反转义

浏览器在发送Get请求时，会把请求字符串进行转义操作（英文术语为: escape）； 比如，我们在地址栏输入（注意最后”it’s me”中的空格）:
's me

浏览器会把它转义为：
's%20me


在上一篇最后给出的例子中，如果在文本框内输入
it's me

你会发现，浏览器最终发送的请求为


通过CGIC，我们可以把这些被转义后的字符还原为我们本来的输入，这个过程就叫“反转义” (Unescape)。
不过这个过程有点像hack他的代码。

整个过程分三个步骤：
1）打开cgic.c，找到这一行语句：
static cgiUnescapeResultType cgiUnescapeChars(char **sp, char *cp, int len);

注意，我们要找的只是这个函数声明，不是函数定义；

2）在这个函数声明语句的上方，你会看到一个结构体定义：

   1. typedef enum {
   2.     cgiUnescapeSuccess,
   3.     cgiUnescapeMemory
   4. } cgiUnescapeResultType;

把这几行语句复制到cgic.h文件中，并在这里把它注释掉；
同时还要删除在第一步中找到的函数声明语句中的“static”关键字。

3）我们现在就可以使用反转义函数cgiUnescapeChars了：
在你自己的代码（按照惯例，还是test.c）中，加入以下声明语句即可
extern cgiUnescapeResultType cgiUnescapeChars(char **sp, char *cp, int len);

接下来我们给出一段完整的test.c代码
下载: test.c

   1. #include
   2. #include "cgic.h"
   3. #include
   4. #include
   5. 
   6. extern char *cgiQueryString;
   7. extern cgiUnescapeResultType cgiUnescapeChars(char **sp, char *cp, int len);
   8. int cgiMain() {
   9.     char * buffer;
  10.     cgiHeaderContentType("text/html");
  11.     fprintf(cgiOut, "\n");
  12.     fprintf(cgiOut, "\n");
  13.     fprintf(cgiOut, "");
  14.     cgiUnescapeChars(&buffer, cgiQueryString, strlen(cgiQueryString));
  15.     fprintf(cgiOut, "

%s

",buffer);
  16.     fprintf(cgiOut, "\n");
  17.     fprintf(cgiOut, "\n");
  18.     free(buffer);
  19.     return 0;
  20. }

值得注意的是，buffer的存储空间是cgiUnescapeChars帮你分配的，但最后要由你自己来释放（free），这一点千万不可忘记。

下面你可以结合上一篇给出的测试用html代码试试该cgi程序的运行结果，也可以直接在浏览器地址栏输入一些带有特殊符号的字符串。

最后讲一下为什么不得不用这种hacker的方式来完成该任务，而CGIC不显式提供？
CGIC的出发点是，我们平时只需要解析请求中的键值对，比如：”?q=nice&client=IE”，当我们在服务端查询“q”的值时，我们 就能得到“nice”。CGIC有一族函数帮助我们完成这个任务，比如cgiFormString（以后会讲到）。在解析这种请求格式的时候，如果我们提 供的参数值含有被转义的字符，那么CGIC就会在内部调用cgiUnescapeChars完成反转义。
但是，有时候我们会发送非常复杂的Get请求字符串，但并不是“键－值”对的格式。这就需要直接使用cgiUnescapeChars进行反转义了。
例如：假设我们有个服务端cgi程序chat.cgi，这是个网络聊天机器人（也许你可以开发自己的Web版MSN机器人、QQ机器人）。如果我们发送如下请求：
"this is a cgi user"

那么chat.cgi就会把“this is a cgi user”当做你对它说的话，经过处理，它会回复一段语句。为了方便，我们并没有写成“键－值”对的形式。这个时候被我们hack的cgiUnescapeChars就能派上用场了。


CGIC简明教程4：获取请求中的参数值

我们在提交一个表单(form)时，怎样把表单内的值提取出来呢？
比如下面这个表单：

   
   
   


当out.cgi收到请求时，需要把输入框”name”和输入框”number”内的值提取出来。而且不管form中的action是GET还是POST，都要有效。

下面给出示例代码：
下载: test.c

   1. #include
   2. #include "cgic.h"
   3. #include
   4. #include
   5. 
   6. int cgiMain() {
   7.     char name[241];
   8.     char number[241];
   9.     cgiHeaderContentType("text/html");
  10.     fprintf(cgiOut, "\n");
  11.     fprintf(cgiOut, "\n");
  12.     fprintf(cgiOut, "");
  13.     cgiFormString("name", name, 241);
  14.     cgiFormString("number", number, 241);
  15.     fprintf(cgiOut, "

%s

",name);
  16.     fprintf(cgiOut, "

%s

",number);
  17.     fprintf(cgiOut, "\n");
  18.     fprintf(cgiOut, "\n");
  19.     return 0;
  20. }

从上面的代码可以看出，第13行和第14行获取了输入框的值。

获取输入参数值在CGIC中其实有一族函数，cgiFormString是其中最常用的一个。
cgiFormStringNoNewlines用来去掉换行符（如果用户是在一个TextArea里输入字符的话）；
cgiFormStringSpaceNeeded用于测试输入值的长度，可以以此为依据，然后按需精确分配缓冲区。


用C语言库(CGIC)编写CGI，实现文件上传


用C语言编写cgi程序的话，多半会用到CGIC。这是个非常流行的库，遇到文件上传之类的应用更是离不开它。官方页面及下载地址为：

不少网站都有文件上传的功能，本文展示如何用CGIC库编写文件上传的服务端程序，最后给出一段简单的HTML代码，供大家测试使用。
下载: upload.c

   1. #include
   2. #include
   3. #include
   4. #include
   5. #include
   6. #include"cgic.h"
   7. #define BufferLen 1024
   8. int cgiMain(void){
   9.     cgiFilePtr file;
  10.     int targetFile;
  11.     mode_t mode;
  12.     char name[128];
  13.     char fileNameOnServer[64];
  14.     char contentType[1024];
  15.     char buffer[BufferLen];
  16.     char *tmpStr=NULL;
  17.     int size;
  18.     int got,t;
  19.     cgiHeaderContentType("text/html");
  20.     //取得html页面中file元素的值，应该是文件在客户机上的路径名
  21.     if (cgiFormFileName("file", name, sizeof(name)) !=cgiFormSuccess) {
  22.         fprintf(stderr,"could not retrieve filename\n");
  23.         goto FAIL;
  24.     }
  25.     cgiFormFileSize("file", &size);
  26.     //取得文件类型，不过本例中并未使用
  27.     cgiFormFileContentType("file", contentType, sizeof(contentType));
  28.     //目前文件存在于系统临时文件夹中，通常为/tmp，通过该命令打开临时文件。临时文件的名字与用户文件的名字不同，所以不能通过路径/tmp/userfilename的方式获得文件
  29.     if (cgiFormFileOpen("file", &file) != cgiFormSuccess) {
  30.         fprintf(stderr,"could not open the file\n");
  31.         goto FAIL;
  32.     }
  33.     t=-1;
  34.     //从路径名解析出用户文件名
  35.     while(1){
  36.         tmpStr=strstr(name+t+1,"\");
  37.         if(NULL==tmpStr)
  38.         tmpStr=strstr(name+t+1,"/");//if "\" is not path separator, try "/"
  39.         if(NULL!=tmpStr)
  40.             t=(int)(tmpStr-name);
  41.         else
  42.             break;
  43.     }
  44.     strcpy(fileNameOnServer,name+t+1);
  45.     mode=S_IRWXU|S_IRGRP|S_IROTH;
  46.     //在当前目录下建立新的文件，第一个参数实际上是路径名，此处的含义是在cgi程序所在的目录（当前目录））建立新文件
  47.     targetFile=open(fileNameOnServer,O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC|O_APPEND,mode);
  48.     if(targetFile<0){
  49.         fprintf(stderr,"could not create the new file,%s\n",fileNameOnServer);
  50.         goto FAIL;
  51.     }
  52.     //从系统临时文件中读出文件内容，并放到刚创建的目标文件中
  53.     while (cgiFormFileRead(file, buffer, BufferLen, &got) ==cgiFormSuccess){
  54.         if(got>0)
  55.             write(targetFile,buffer,got);
  56.     }
  57.     cgiFormFileClose(file);
  58.     close(targetFile);
  59.     goto END;
  60. FAIL:
  61.     fprintf(stderr,"Failed to upload");
  62.     return 1;
  63. END:
  64.     printf("File "%s" has been uploaded",fileNameOnServer);
  65.     return 0;
  66. }

假设该文件存储为upload.c，则使用如下命令编辑：
gcc -Wall upload.c cgic.c -o upload.cgi

编译完成后把upload.cgi复制到你部署cgi程序的目录（通常命名为cgi-bin）。
正式部署时，请务必修改用open创建新文件那一行代码。把open的第一个参数设置为目标文件在服务器上存储的绝对路径，或者相对于cgi程序的相对路径。本例中，出于简单考虑，在cgi程序所在目录下创建新文件。

测试用HTML代码:
下载: upload.html

   1.

   2.    
   3.

最后的文件目录结构为

/MyWebRoot
|—/upload.html
|—/cgi-bin
|——/upload.cgi
当然，你必须配置能够cgi-bin，并且程序要有权限在cgi-bin目录下创建文件（因为此例把文件上传到cgi-bin目录下）。

那么如何控制上传文件的大小呢？因为你有时会不允许用户上传太大的文件。
通过分析cgic.c的源代码，我们发现它定义了一个变量cgiContentLength，表示请求的长度。但我们需要首先判断这是一个上传文件的请求，然后才能根据cgiContentLength来检查用户是否要上传一个太大的文件。
cgic.c的main函数中进行了一系列if-else判断来检查请求的类型，首先确定这是一个post请求，然后确定数据的编码方式为 “multipart/form-data”，这个判断通过之后，就要开始准备接收数据了。所以我们要在接收数据开始之前使用 cgiContentLength判断大小，如果超过标准，就立即返回，不允许继续操作。
下面贴出修改后代码片段（直接修改cgic.c的源代码即可）：

   1. else if (cgiStrEqNc(cgiContentType, "multipart/form-data")) {
   2. #ifdef CGICDEBUG
   3. CGICDEBUGSTART
   4.     fprintf(dout, "Calling PostMultipartInput\n");
   5. CGICDEBUGEND
   6. #endif
   7. //我的代码
   8. //UpSize:文件长度上限值，以byte为单位，UpSize是一个int变量，因为cgiContentLength的类型为int
   9.     if(cgiContentLength>UpSize){
  10.         cgiHeaderContentType("text/html");
  11.         printf("File too large!\n");
  12.         cgiFreeResources();
  13.         return -1;
  14.     }
  15. //我的代码结束
  16.     if (cgiParsePostMultipartInput() != cgiParseSuccess) {
  17. #ifdef CGICDEBUG
  18. CGICDEBUGSTART
  19.         fprintf(dout, "PostMultipartInput failed\n");
  20. CGICDEBUGEND
  21. #endif
  22.         cgiFreeResources();
  23.         return -1;
  24.     }
  25. #ifdef CGICDEBUG
  26. CGICDEBUGSTART
  27.     fprintf(dout, "PostMultipartInput succeeded\n");
  28. CGICDEBUGEND
  29.     #endif
  30. }
  31. }

变量UpSize表示文件大小的上限。在cgic.c的main中找到相关代码，并修改成上面这样即可。你可以在cgic.c中定义UpSize，也可以在刚才完成的upload.c中定义，然后在cgic.c中用extern方式引用。