Linux C编程 | 从0实现telnet获取程序终端控制权

一、应用场景

在实际项目开发中，我们程序默认终端的输入输出是串口，但是调试时可能只能通过网络远程调试，而远程最常用的登录手段就是telnet和ssh；

本文就探讨如何通过telnet远程控制我们的主程序，退出telnet客户端，再交还终端控制权。

完整代码获取见文末。

二、原理

该功能最核心的功能是利用函数dup()、dup2()。

来看下Linux手册如何描述

dup 和 dup2 是 Linux/Unix 系统级 I/O 函数 ，核心作用：复制文件描述符 ，让多个文件描述符指向同一个文件表项（共享文件偏移量、打开状态）。

它们是进程间通信、重定向标准输入输出、守护进程编程的核心函数。

dup

函数原型如下：

复制代码

int dup(int oldfd);

功能

复制 oldfd，返回当前进程可用的最小文件描述符
新 fd 和 oldfd 指向完全相同的文件表项

dup2

复制代码

int dup2(int oldfd, int newfd);

功能

强制复制 oldfd 到 newfd
如果 newfd 已经打开，先自动关闭它（原子操作，无竞争）
最终 newfd 和 oldfd 指向同一个文件

三、程序设计思路

之前写过一篇关于实现一个简单命令行的文章，本文在这个代码基础之上，实现通过telnet操作命令。

《c语言实例|实现简单的命令行》

程序主要流程如下：

注意：

新连接的客户端会把原有客户端关闭。
新的连接必须重新创建命令重启子线程。

bash 复制代码

	dup2 只是修改文件描述符指向
	但已经在等待的阻塞 I/O 不会自动迁移
	子线程还在等 旧的串口 stdin
	新 Telnet 输入根本进不去
	所以有新的连接必须重启该线程

四、核心代码

文件

peng@ubuntu:~/work/demo/telnet/telcmd$ tree .
.
├── cmd.c
├── color.h
├── mkapp.sh
├── tel
└── telnet.c

0 directories, 5 files
主函数main()

c 复制代码

int main() 
{
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in addr;
    int addr_len = sizeof(addr);
	static int telnet_cli_created = 0;
	
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) 
	{ 
		perror("[telnet]socket"); 
		exit(1); 
	}

    //port 2323
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    addr.sin_port = htons(TELNET_DUP_SERVER_PORT);
	
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, addr_len) == -1) 
	{
        perror("[telnet]bind"); 
		exit(1);
    }

    listen(server_fd, 1);

	std_bakcup();
	cprintf(YEL,"[telnet]wait Telnet connect\n");
	create_cmd_thread();

	while(1){
	    client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, (socklen_t*)&addr_len);
	    if (client_fd == -1) { 
			perror("[telnet]accept"); 
			exit(1); 
		}
		switch_to_telnet(client_fd);		
		create_cmd_thread();
	}

    close(client_fd);
    close(server_fd);
    return 0;
}

switch_to_telnet（）

c 复制代码

void switch_to_telnet(int new_fd)
{	
	static int old_fd = -1;
	// 忽略 SIGPIPE
	signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
	cprintf(GREEN_H,"tel_dup(),%d %d\n",new_fd,old_fd);

	if(new_fd != old_fd){
		if(old_fd>0){
			if(telnet_fd  != -1){
				close(telnet_fd );
				telnet_fd  = -1;
			}			
		}
		dup2(new_fd, STDOUT_FILENO);  // printf -> client
		dup2(new_fd, STDERR_FILENO);  // perror -> client
		dup2(new_fd, STDIN_FILENO);	 // getchar <- client
		old_fd = new_fd;	
		telnet_fd  = new_fd ;	
	}else{
		cprintf(RED,"[telnet] fd is same\n");
	}
	fflush(stdout);
}

switch_back_to_serial（）

c 复制代码

void switch_back_to_serial(void)
{
	dup2(original_stdout_fd, STDOUT_FILENO);
	dup2(original_stdout_fd, STDERR_FILENO);
	dup2(original_stdin_fd, STDIN_FILENO);
	if(telnet_fd  != -1){
		close(telnet_fd );
		telnet_fd  = -1;
	}
}

std_bakcup（）

c 复制代码

void std_bakcup(void)
{
	//保存原始标准输出（串口）
	original_stdout_fd = dup(STDOUT_FILENO);
    original_stderr_fd = dup(STDERR_FILENO);
	original_stdin_fd = dup(STDIN_FILENO);
}

create_cmd_thread（）

csharp 复制代码

void create_cmd_thread(void)
{
	int ret;
	pthread_attr_t attr;
	static int telnet_cli_created = 0;
	static pthread_t th_cmd;

	if(telnet_cli_created == 1)
	{
		pthread_cancel(th_cmd);
		telnet_cli_created = 0;
	}
	if(telnet_cli_created == 0){
		ret = pthread_attr_init(&attr);
		if (ret != 0)
		{
			printf("pthread_attr_init\n");
		}	
		pthread_create(&th_cmd,&attr,cmdThread,NULL); 

		telnet_cli_created = 1;
	}	
}

五、测试

ubuntu下测试

ubuntu需要支持telnet服务器，

安装命令

bash 复制代码

sudo apt install xinetd telnetd -y

修改文件**/etc/xinetd.d/telnet**

service telnet
{
disable = no
flags = REUSE
socket_type = stream
wait = no
user = root
server = /usr/sbin/in.telnetd
log_on_failure += USERID
}
启动/重启服务

bash 复制代码

sudo systemctl restart xinetd
sudo systemctl enable xinetd  #开机运行

测试
客户端连接命令：

csharp 复制代码

 telnet 127.0.0.1 2323

可以看到telnet连接后，可以输入命令，并且返回命令结果。

windows下测试

测试步骤如下：

软件配置

Linux换行符是**\n**（对应asc码 0xa）,windows的换行符是**\r\n**（对应asc码 0xb 0xa），mobaXterm、xshell需要设置支持Linux换行符,否则打印格式会乱。

mobaXterm

xshell

六、代码获取

转发留言：telnet

所有c语言基础示例+应用实例合集获取：