Issue #5170: Fixed regression caused when fixing #5768.
[python.git] / Doc / library / cgi.rst
blob3879e0d9f207e0c50e89c1f3af2f44843d83680d
2 :mod:`cgi` --- Common Gateway Interface support.
3 ================================================
5 .. module:: cgi
6    :synopsis: Helpers for running Python scripts via the Common Gateway Interface.
9 .. index::
10    pair: WWW; server
11    pair: CGI; protocol
12    pair: HTTP; protocol
13    pair: MIME; headers
14    single: URL
15    single: Common Gateway Interface
17 Support module for Common Gateway Interface (CGI) scripts.
19 This module defines a number of utilities for use by CGI scripts written in
20 Python.
23 Introduction
24 ------------
26 .. _cgi-intro:
28 A CGI script is invoked by an HTTP server, usually to process user input
29 submitted through an HTML ``<FORM>`` or ``<ISINDEX>`` element.
31 Most often, CGI scripts live in the server's special :file:`cgi-bin` directory.
32 The HTTP server places all sorts of information about the request (such as the
33 client's hostname, the requested URL, the query string, and lots of other
34 goodies) in the script's shell environment, executes the script, and sends the
35 script's output back to the client.
37 The script's input is connected to the client too, and sometimes the form data
38 is read this way; at other times the form data is passed via the "query string"
39 part of the URL.  This module is intended to take care of the different cases
40 and provide a simpler interface to the Python script.  It also provides a number
41 of utilities that help in debugging scripts, and the latest addition is support
42 for file uploads from a form (if your browser supports it).
44 The output of a CGI script should consist of two sections, separated by a blank
45 line.  The first section contains a number of headers, telling the client what
46 kind of data is following.  Python code to generate a minimal header section
47 looks like this::
49    print "Content-Type: text/html"     # HTML is following
50    print                               # blank line, end of headers
52 The second section is usually HTML, which allows the client software to display
53 nicely formatted text with header, in-line images, etc. Here's Python code that
54 prints a simple piece of HTML::
56    print "<TITLE>CGI script output</TITLE>"
57    print "<H1>This is my first CGI script</H1>"
58    print "Hello, world!"
61 .. _using-the-cgi-module:
63 Using the cgi module
64 --------------------
66 Begin by writing ``import cgi``.  Do not use ``from cgi import *`` --- the
67 module defines all sorts of names for its own use or for backward compatibility
68 that you don't want in your namespace.
70 When you write a new script, consider adding these lines::
72    import cgitb
73    cgitb.enable()
75 This activates a special exception handler that will display detailed reports in
76 the Web browser if any errors occur.  If you'd rather not show the guts of your
77 program to users of your script, you can have the reports saved to files
78 instead, with code like this::
80    import cgitb
81    cgitb.enable(display=0, logdir="/tmp")
83 It's very helpful to use this feature during script development. The reports
84 produced by :mod:`cgitb` provide information that can save you a lot of time in
85 tracking down bugs.  You can always remove the ``cgitb`` line later when you
86 have tested your script and are confident that it works correctly.
88 To get at submitted form data, it's best to use the :class:`FieldStorage` class.
89 The other classes defined in this module are provided mostly for backward
90 compatibility. Instantiate it exactly once, without arguments.  This reads the
91 form contents from standard input or the environment (depending on the value of
92 various environment variables set according to the CGI standard).  Since it may
93 consume standard input, it should be instantiated only once.
95 The :class:`FieldStorage` instance can be indexed like a Python dictionary, and
96 also supports the standard dictionary methods :meth:`has_key` and :meth:`keys`.
97 The built-in :func:`len` is also supported.  Form fields containing empty
98 strings are ignored and do not appear in the dictionary; to keep such values,
99 provide a true value for the optional *keep_blank_values* keyword parameter when
100 creating the :class:`FieldStorage` instance.
102 For instance, the following code (which assumes that the
103 :mailheader:`Content-Type` header and blank line have already been printed)
104 checks that the fields ``name`` and ``addr`` are both set to a non-empty
105 string::
107    form = cgi.FieldStorage()
108    if not (form.has_key("name") and form.has_key("addr")):
109        print "<H1>Error</H1>"
110        print "Please fill in the name and addr fields."
111        return
112    print "<p>name:", form["name"].value
113    print "<p>addr:", form["addr"].value
114    ...further form processing here...
116 Here the fields, accessed through ``form[key]``, are themselves instances of
117 :class:`FieldStorage` (or :class:`MiniFieldStorage`, depending on the form
118 encoding). The :attr:`value` attribute of the instance yields the string value
119 of the field.  The :meth:`getvalue` method returns this string value directly;
120 it also accepts an optional second argument as a default to return if the
121 requested key is not present.
123 If the submitted form data contains more than one field with the same name, the
124 object retrieved by ``form[key]`` is not a :class:`FieldStorage` or
125 :class:`MiniFieldStorage` instance but a list of such instances.  Similarly, in
126 this situation, ``form.getvalue(key)`` would return a list of strings. If you
127 expect this possibility (when your HTML form contains multiple fields with the
128 same name), use the :func:`getlist` function, which always returns a list of
129 values (so that you do not need to special-case the single item case).  For
130 example, this code concatenates any number of username fields, separated by
131 commas::
133    value = form.getlist("username")
134    usernames = ",".join(value)
136 If a field represents an uploaded file, accessing the value via the
137 :attr:`value` attribute or the :func:`getvalue` method reads the entire file in
138 memory as a string.  This may not be what you want. You can test for an uploaded
139 file by testing either the :attr:`filename` attribute or the :attr:`file`
140 attribute.  You can then read the data at leisure from the :attr:`file`
141 attribute::
143    fileitem = form["userfile"]
144    if fileitem.file:
145        # It's an uploaded file; count lines
146        linecount = 0
147        while 1:
148            line = fileitem.file.readline()
149            if not line: break
150            linecount = linecount + 1
152 If an error is encountered when obtaining the contents of an uploaded file
153 (for example, when the user interrupts the form submission by clicking on
154 a Back or Cancel button) the :attr:`done` attribute of the object for the
155 field will be set to the value -1.
157 The file upload draft standard entertains the possibility of uploading multiple
158 files from one field (using a recursive :mimetype:`multipart/\*` encoding).
159 When this occurs, the item will be a dictionary-like :class:`FieldStorage` item.
160 This can be determined by testing its :attr:`type` attribute, which should be
161 :mimetype:`multipart/form-data` (or perhaps another MIME type matching
162 :mimetype:`multipart/\*`).  In this case, it can be iterated over recursively
163 just like the top-level form object.
165 When a form is submitted in the "old" format (as the query string or as a single
166 data part of type :mimetype:`application/x-www-form-urlencoded`), the items will
167 actually be instances of the class :class:`MiniFieldStorage`.  In this case, the
168 :attr:`list`, :attr:`file`, and :attr:`filename` attributes are always ``None``.
170 A form submitted via POST that also has a query string will contain both
171 :class:`FieldStorage` and :class:`MiniFieldStorage` items.
173 Higher Level Interface
174 ----------------------
176 .. versionadded:: 2.2
178 The previous section explains how to read CGI form data using the
179 :class:`FieldStorage` class.  This section describes a higher level interface
180 which was added to this class to allow one to do it in a more readable and
181 intuitive way.  The interface doesn't make the techniques described in previous
182 sections obsolete --- they are still useful to process file uploads efficiently,
183 for example.
185 .. XXX: Is this true ?
187 The interface consists of two simple methods. Using the methods you can process
188 form data in a generic way, without the need to worry whether only one or more
189 values were posted under one name.
191 In the previous section, you learned to write following code anytime you
192 expected a user to post more than one value under one name::
194    item = form.getvalue("item")
195    if isinstance(item, list):
196        # The user is requesting more than one item.
197    else:
198        # The user is requesting only one item.
200 This situation is common for example when a form contains a group of multiple
201 checkboxes with the same name::
203    <input type="checkbox" name="item" value="1" />
204    <input type="checkbox" name="item" value="2" />
206 In most situations, however, there's only one form control with a particular
207 name in a form and then you expect and need only one value associated with this
208 name.  So you write a script containing for example this code::
210    user = form.getvalue("user").upper()
212 The problem with the code is that you should never expect that a client will
213 provide valid input to your scripts.  For example, if a curious user appends
214 another ``user=foo`` pair to the query string, then the script would crash,
215 because in this situation the ``getvalue("user")`` method call returns a list
216 instead of a string.  Calling the :meth:`toupper` method on a list is not valid
217 (since lists do not have a method of this name) and results in an
218 :exc:`AttributeError` exception.
220 Therefore, the appropriate way to read form data values was to always use the
221 code which checks whether the obtained value is a single value or a list of
222 values.  That's annoying and leads to less readable scripts.
224 A more convenient approach is to use the methods :meth:`getfirst` and
225 :meth:`getlist` provided by this higher level interface.
228 .. method:: FieldStorage.getfirst(name[, default])
230    This method always returns only one value associated with form field *name*.
231    The method returns only the first value in case that more values were posted
232    under such name.  Please note that the order in which the values are received
233    may vary from browser to browser and should not be counted on. [#]_  If no such
234    form field or value exists then the method returns the value specified by the
235    optional parameter *default*.  This parameter defaults to ``None`` if not
236    specified.
239 .. method:: FieldStorage.getlist(name)
241    This method always returns a list of values associated with form field *name*.
242    The method returns an empty list if no such form field or value exists for
243    *name*.  It returns a list consisting of one item if only one such value exists.
245 Using these methods you can write nice compact code::
247    import cgi
248    form = cgi.FieldStorage()
249    user = form.getfirst("user", "").upper()    # This way it's safe.
250    for item in form.getlist("item"):
251        do_something(item)
254 Old classes
255 -----------
257 .. deprecated:: 2.6
259    These classes, present in earlier versions of the :mod:`cgi` module, are
260    still supported for backward compatibility.  New applications should use the
261    :class:`FieldStorage` class.
263 :class:`SvFormContentDict` stores single value form content as dictionary; it
264 assumes each field name occurs in the form only once.
266 :class:`FormContentDict` stores multiple value form content as a dictionary (the
267 form items are lists of values).  Useful if your form contains multiple fields
268 with the same name.
270 Other classes (:class:`FormContent`, :class:`InterpFormContentDict`) are present
271 for backwards compatibility with really old applications only.
274 .. _functions-in-cgi-module:
276 Functions
277 ---------
279 These are useful if you want more control, or if you want to employ some of the
280 algorithms implemented in this module in other circumstances.
283 .. function:: parse(fp[, keep_blank_values[, strict_parsing]])
285    Parse a query in the environment or from a file (the file defaults to
286    ``sys.stdin``).  The *keep_blank_values* and *strict_parsing* parameters are
287    passed to :func:`urlparse.parse_qs` unchanged.
290 .. function:: parse_qs(qs[, keep_blank_values[, strict_parsing]])
292    This function is deprecated in this module. Use :func:`urlparse.parse_qs`
293    instead. It is maintained here only for backward compatiblity.
295 .. function:: parse_qsl(qs[, keep_blank_values[, strict_parsing]])
297    This function is deprecated in this module. Use :func:`urlparse.parse_qsl`
298    instead. It is maintained here only for backward compatiblity.
300 .. function:: parse_multipart(fp, pdict)
302    Parse input of type :mimetype:`multipart/form-data` (for  file uploads).
303    Arguments are *fp* for the input file and *pdict* for a dictionary containing
304    other parameters in the :mailheader:`Content-Type` header.
306    Returns a dictionary just like :func:`urlparse.parse_qs` keys are the field names, each
307    value is a list of values for that field.  This is easy to use but not much good
308    if you are expecting megabytes to be uploaded --- in that case, use the
309    :class:`FieldStorage` class instead which is much more flexible.
311    Note that this does not parse nested multipart parts --- use
312    :class:`FieldStorage` for that.
315 .. function:: parse_header(string)
317    Parse a MIME header (such as :mailheader:`Content-Type`) into a main value and a
318    dictionary of parameters.
321 .. function:: test()
323    Robust test CGI script, usable as main program. Writes minimal HTTP headers and
324    formats all information provided to the script in HTML form.
327 .. function:: print_environ()
329    Format the shell environment in HTML.
332 .. function:: print_form(form)
334    Format a form in HTML.
337 .. function:: print_directory()
339    Format the current directory in HTML.
342 .. function:: print_environ_usage()
344    Print a list of useful (used by CGI) environment variables in HTML.
347 .. function:: escape(s[, quote])
349    Convert the characters ``'&'``, ``'<'`` and ``'>'`` in string *s* to HTML-safe
350    sequences.  Use this if you need to display text that might contain such
351    characters in HTML.  If the optional flag *quote* is true, the quotation mark
352    character (``'"'``) is also translated; this helps for inclusion in an HTML
353    attribute value, as in ``<A HREF="...">``.  If the value to be quoted might
354    include single- or double-quote characters, or both, consider using the
355    :func:`quoteattr` function in the :mod:`xml.sax.saxutils` module instead.
358 .. _cgi-security:
360 Caring about security
361 ---------------------
363 .. index:: pair: CGI; security
365 There's one important rule: if you invoke an external program (via the
366 :func:`os.system` or :func:`os.popen` functions. or others with similar
367 functionality), make very sure you don't pass arbitrary strings received from
368 the client to the shell.  This is a well-known security hole whereby clever
369 hackers anywhere on the Web can exploit a gullible CGI script to invoke
370 arbitrary shell commands.  Even parts of the URL or field names cannot be
371 trusted, since the request doesn't have to come from your form!
373 To be on the safe side, if you must pass a string gotten from a form to a shell
374 command, you should make sure the string contains only alphanumeric characters,
375 dashes, underscores, and periods.
378 Installing your CGI script on a Unix system
379 -------------------------------------------
381 Read the documentation for your HTTP server and check with your local system
382 administrator to find the directory where CGI scripts should be installed;
383 usually this is in a directory :file:`cgi-bin` in the server tree.
385 Make sure that your script is readable and executable by "others"; the Unix file
386 mode should be ``0755`` octal (use ``chmod 0755 filename``).  Make sure that the
387 first line of the script contains ``#!`` starting in column 1 followed by the
388 pathname of the Python interpreter, for instance::
390    #!/usr/local/bin/python
392 Make sure the Python interpreter exists and is executable by "others".
394 Make sure that any files your script needs to read or write are readable or
395 writable, respectively, by "others" --- their mode should be ``0644`` for
396 readable and ``0666`` for writable.  This is because, for security reasons, the
397 HTTP server executes your script as user "nobody", without any special
398 privileges.  It can only read (write, execute) files that everybody can read
399 (write, execute).  The current directory at execution time is also different (it
400 is usually the server's cgi-bin directory) and the set of environment variables
401 is also different from what you get when you log in.  In particular, don't count
402 on the shell's search path for executables (:envvar:`PATH`) or the Python module
403 search path (:envvar:`PYTHONPATH`) to be set to anything interesting.
405 If you need to load modules from a directory which is not on Python's default
406 module search path, you can change the path in your script, before importing
407 other modules.  For example::
409    import sys
410    sys.path.insert(0, "/usr/home/joe/lib/python")
411    sys.path.insert(0, "/usr/local/lib/python")
413 (This way, the directory inserted last will be searched first!)
415 Instructions for non-Unix systems will vary; check your HTTP server's
416 documentation (it will usually have a section on CGI scripts).
419 Testing your CGI script
420 -----------------------
422 Unfortunately, a CGI script will generally not run when you try it from the
423 command line, and a script that works perfectly from the command line may fail
424 mysteriously when run from the server.  There's one reason why you should still
425 test your script from the command line: if it contains a syntax error, the
426 Python interpreter won't execute it at all, and the HTTP server will most likely
427 send a cryptic error to the client.
429 Assuming your script has no syntax errors, yet it does not work, you have no
430 choice but to read the next section.
433 Debugging CGI scripts
434 ---------------------
436 .. index:: pair: CGI; debugging
438 First of all, check for trivial installation errors --- reading the section
439 above on installing your CGI script carefully can save you a lot of time.  If
440 you wonder whether you have understood the installation procedure correctly, try
441 installing a copy of this module file (:file:`cgi.py`) as a CGI script.  When
442 invoked as a script, the file will dump its environment and the contents of the
443 form in HTML form. Give it the right mode etc, and send it a request.  If it's
444 installed in the standard :file:`cgi-bin` directory, it should be possible to
445 send it a request by entering a URL into your browser of the form::
447    http://yourhostname/cgi-bin/cgi.py?name=Joe+Blow&addr=At+Home
449 If this gives an error of type 404, the server cannot find the script -- perhaps
450 you need to install it in a different directory.  If it gives another error,
451 there's an installation problem that you should fix before trying to go any
452 further.  If you get a nicely formatted listing of the environment and form
453 content (in this example, the fields should be listed as "addr" with value "At
454 Home" and "name" with value "Joe Blow"), the :file:`cgi.py` script has been
455 installed correctly.  If you follow the same procedure for your own script, you
456 should now be able to debug it.
458 The next step could be to call the :mod:`cgi` module's :func:`test` function
459 from your script: replace its main code with the single statement ::
461    cgi.test()
463 This should produce the same results as those gotten from installing the
464 :file:`cgi.py` file itself.
466 When an ordinary Python script raises an unhandled exception (for whatever
467 reason: of a typo in a module name, a file that can't be opened, etc.), the
468 Python interpreter prints a nice traceback and exits.  While the Python
469 interpreter will still do this when your CGI script raises an exception, most
470 likely the traceback will end up in one of the HTTP server's log files, or be
471 discarded altogether.
473 Fortunately, once you have managed to get your script to execute *some* code,
474 you can easily send tracebacks to the Web browser using the :mod:`cgitb` module.
475 If you haven't done so already, just add the lines::
477    import cgitb
478    cgitb.enable()
480 to the top of your script.  Then try running it again; when a problem occurs,
481 you should see a detailed report that will likely make apparent the cause of the
482 crash.
484 If you suspect that there may be a problem in importing the :mod:`cgitb` module,
485 you can use an even more robust approach (which only uses built-in modules)::
487    import sys
488    sys.stderr = sys.stdout
489    print "Content-Type: text/plain"
490    print
491    ...your code here...
493 This relies on the Python interpreter to print the traceback.  The content type
494 of the output is set to plain text, which disables all HTML processing.  If your
495 script works, the raw HTML will be displayed by your client.  If it raises an
496 exception, most likely after the first two lines have been printed, a traceback
497 will be displayed. Because no HTML interpretation is going on, the traceback
498 will be readable.
501 Common problems and solutions
502 -----------------------------
504 * Most HTTP servers buffer the output from CGI scripts until the script is
505   completed.  This means that it is not possible to display a progress report on
506   the client's display while the script is running.
508 * Check the installation instructions above.
510 * Check the HTTP server's log files.  (``tail -f logfile`` in a separate window
511   may be useful!)
513 * Always check a script for syntax errors first, by doing something like
514   ``python script.py``.
516 * If your script does not have any syntax errors, try adding ``import cgitb;
517   cgitb.enable()`` to the top of the script.
519 * When invoking external programs, make sure they can be found. Usually, this
520   means using absolute path names --- :envvar:`PATH` is usually not set to a very
521   useful value in a CGI script.
523 * When reading or writing external files, make sure they can be read or written
524   by the userid under which your CGI script will be running: this is typically the
525   userid under which the web server is running, or some explicitly specified
526   userid for a web server's ``suexec`` feature.
528 * Don't try to give a CGI script a set-uid mode.  This doesn't work on most
529   systems, and is a security liability as well.
531 .. rubric:: Footnotes
533 .. [#] Note that some recent versions of the HTML specification do state what order the
534    field values should be supplied in, but knowing whether a request was
535    received from a conforming browser, or even from a browser at all, is tedious
536    and error-prone.