Основы программирования в Linux

Мэтью Нейл

while (chars_read > 0) {

buffer[chars_read - 1] = '\0';

printf("Reading:-\n %s\n", buffer);

chars_read = fread(buffer, sizeof(char), BUFSIZ, read_fp);

}

pclose(read_fp);

exit(EXIT_SUCCESS);

 }

 exit(EXIT_FAILURE);

}

Выполнив эту программу, вы получите следующий вывод:

$ ./popen4

Reading:-

94

Как

это работает

Программа показывает, что вызывается командная оболочка для того, чтобы развернуть

popen*.с

в список всех файлов, начинающихся с

popen

и заканчивающихся

.с

, а также для обработки символа канала (

|

) и отправки вывода команды

cat

в команду

wс

. Вы вызываете командную оболочку, программы

cat

и

wc

и задаете перенаправление — все в одном вызове

popen

. Программа, вызвавшая команду, видит только заключительный вывод.

Вызов pipe

Вы познакомились с высокоуровневой функцией

popen

, а теперь пойдем дальше и рассмотрим низкоуровневую функцию

pipe

. Она предоставляет средства передачи данных между двумя программами без накладных расходов на вызов командной оболочки для интерпретации запрашиваемой команды. Эта функция также позволит вам лучше управлять чтением и записью данных.

У функции

pipe

следующее объявление:

#include <unistd.h>

int pipe(int file_descriptor[2]);

Функции

pipe

передается указатель на массив из двух целочисленных файловых дескрипторов. Она заполняет массив двумя новыми файловыми дескрипторами и возвращает 0. В случае неудачи она вернет -1 и установит переменную

errno

для указания причины сбоя. В интерактивном справочном руководстве Linux на странице, посвященной функций

pipe

(в разделе 2 руководства), определены следующие ошибки:

 

EMFILE

— процесс использует слишком много файловых дескрипторов;

 

ENFILE

— системная таблица файлов полна;

 

EFAULT

— некорректный файловый дескриптор.

Два возвращаемых файловых дескриптора подсоединяются специальным образом. Любые данные, записанные в

file_descriptor[1]

, могут быть считаны обратно из

file_descriptor[0]

. Данные обрабатываются по алгоритму "первым пришел, первым обслужен", обычно обозначаемому как FIFO. Это означает, что если вы записываете байты

1

,

2

,

3

в

file_descriptor[1]

, чтение из

file_descriptor[0]

выполняется в следующем порядке:

1

,

2

,

3

. Этот способ отличается от стека, который функционирует по алгоритму "последним пришел, первым обслужен", который обычно называют сокращенно LIFO.

Примечание

Важно уяснить, что речь идет о файловых дескрипторах, а не о файловых потоках, поэтому для доступа

к данным вы должны применять низкоуровневые системные вызовы

read

и

write

вместо библиотечных функций потоков

fread

и

fwrite

.

В упражнении 13.5 приведена программа pipe1.с, которая использует вызов

pipe

для создания канала.

Упражнение 13.5 Функция

pipe

Следующий пример — программа pipe1.c. Обратите внимание на массив

file_pipes

, который передается функции

pipe

как параметр.

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main {

 int data_processed;

 int filepipes[2];

 const char some_data[] = "123";

 char buffer[BUFSIZ + 1];

 memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));

 if (pipe(file_pipes) == 0) {

data_processed = write(file_pipes[1], some_data, strlen(somedata));

printf("Wrote %d bytes\n", data_processed);

data_processed = read(file_pipes[0], buffer, BUFSIZ);

printf("Read %d bytes: %s\n", data_processed, buffer);

exit(EXIT_SUCCESS);

 }

 exit(EXIT_FAILURE);

}

Если вы выполните программу, то получите следующий вывод:

$ ./pipe1

Wrote 3 bytes

Read 3 bytes: 123

Как это работает

Программа создает канал с помощью двух файловых дескрипторов из массива

file_pipes[]

. Далее она записывает данные в канал, используя файловый дескриптор

file_pipes[1]

, и считывает их обратно из

file_pipes[0]

. Учтите, что у канала есть внутренняя буферизация, позволяющая хранить данные между вызовами функций

write

и

read

.

Следует знать, что реакция на попытку писать с помощью дескриптора

file_descriptor[0]

или читать с помощью дескриптора

file_descriptor[1]

не определена, поэтому поведение программы может быть очень странным и меняться без каких-либо предупреждений. В системах авторов такие вызовы заканчивались аварийно и возвращали -1, что, по крайней мере, гарантирует легкость обнаружения такой ошибки.

На первый взгляд этот пример использования канала ничего не предлагает такого, чего мы не могли бы сделать с помощью простого файла. Действительные преимущества каналов проявятся, когда вам нужно будет передавать данные между двумя процессами. Как вы видели в главе 11, когда программа создает новый процесс с помощью вызова

fork

, уже открытые к этому моменту файловые дескрипторы так и остаются открытыми. Создав канал в исходном процессе и затем сформировав с помощью

fork

новый процесс, вы сможете передать данные из одного процесса в другой через канал (упражнение 13.6).