Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

#include

int dup(int oldfd);

dup()возвращает файловый дескриптор, который ссылается на тот же inode, что и oldfd, или -1в случае ошибки, oldfdостается корректным дескриптором, по-прежнему ссылающимся на исходный файл. Новый файловый дескриптор — это всегда наименьший доступный файловый дескриптор. Если процессу нужно получить новый файловый дескриптор с определенным значением (например, 0, чтобы перенаправить стандартный ввод), то он должен использовать dup2().

#include

int dup2(int oldfd, int newfd);

Если newfdссылается на уже открытый дескриптор, то он закрывается. Если вызов завершен успешно, он возвращает новый файловый дескриптор и newfdссылается на тот же файл, что oldfd. Системный вызов fcntl()представляет почти ту же функциональность командой F_DUPFD. Первый аргумент — fd— это уже открытый файловый дескриптор. Новый файловый дескриптор — это первый доступный дескриптор, равный или больший, чем значение последнего аргумента fcntl(). (В этом состоит отличие от работы dup2().) Вы можете реализовать dup2()через fcntl()следующим образом.

int dup2(int oldfd, int newfd) {

close(newfd); /* ensure new fd is available */

return fcntl(oldfd, F_DUPFD, newfd);

}

Создание двух файловых дескрипторов, ссылающихся на один и тот же файл — это не то же самое, что открытие файла дважды. Почти все атрибуты дублированных дескрипторов разделяются: они разделяют текущую позицию, режим доступа и блокировки. (Все это записывается в файловой структуре [50] В зависимости от операционной системы, файловые структуры также известны как позиции в таблице файлов или объекты открытых файлов. , которая создается при каждом открытии файла. Файловый дескриптор ссылается на файловую структуру, и дескриптор, возвращенный dup(), ссылается на одну и ту же структуру.) Единственный атрибут, который может независимо управляться в этих двух дескрипторах — это состояние "закрыть при выполнении". После того, как процесс вызывает fork(), то файлы, открытые в родительском процессе, наследуются дочерним, и эти пары файловых дескрипторов (один в родительском процессе, другой — в дочернем) ведут себя так, будто файловые дескрипторы были дублированы с текущей позицией и другими разделенными атрибутами [51] Файловый дескриптор в каждом процессе ссылается на одну и ту же файловую структуру. .

Неименованные каналы подобны именованным, но они в файловой системе не существуют. Они не имеют путевых имен, ассоциированных с ними, и все они и их следы исчезают после того, как последний файловый дескриптор, ссылающийся на них, закрывается. Они почти исключительно используются для межпроцессных коммуникаций между дочерними и родительскими процессами либо между родственными процессами.

Оболочки применяют неименованные каналы для выполнения команд вроде ls | head. Процесс lsпишет в тот канал, из которого headчитает свой ввод, выдавая ожидаемый пользователем результат.

Создание неименованного канала выполняется по двум файловым дескрипторам, один из которых доступен только для чтения, а второй — только для записи.

#include

int pipe(int fds[2]);

Единственный параметр-массив включает два файловых дескриптора — fd[0]для чтения и fd[1]для записи.

Теперь, когда мы рассмотрели основные манипуляции с файлами, мы можем научить ladshперенаправлению ввода и вывода через файлы и каналы. ladsh2.с, который мы представим здесь, работает с каналами (описанными символом |в командах ladsh, как это делается в большинстве командных оболочек) и перенаправление ввода и вывода в файловые дескрипторы. Мы покажем только модифицированные части кода здесь — полный исходный текст ladsh2.сдоступен по упомянутым в начале книги адресам. Изменения в parseCommand()— это простое упражнение по разбору строк, поэтому мы не будем надоедать дискуссией об этом.

Хотя код в ladsh1.споддерживает концепцию задания как множества процессов (предположительно, объединенных вместе каналами), он не предоставляет способа указания того, какие файлы использовать для ввода и вывода. Чтобы позволить это, добавляются новые структуры данных и модифицируются существующие.

24: REDIRECT_APPEND};

25:

26: struct redirectionSpecifier {

27: enum redirectionTypetype; /* тип перенаправления */

28: int fd; /*перенаправляемый файловый дескриптор*/

29: char * filename; /* файл для перенаправления fd */

30: };

31:

32: struct childProgram {

33: pid_t pid; /* 0 если завершен */

34: char **argv; /* имя программы и аргументы */

35: int numRedirections; /* элементы в массиве перенаправлений */

36: struct redirectionSpecifier *redirections; /* перенаправления ввода-вывода*/

37: } ;

Структура struct redirectionSpecifierсообщает ladsh2.со том, как установить отдельный файловый дескриптор. Она содержит enum redirectionTypetype, который указывает, является ли это перенаправление перенаправлением ввода, перенаправлением вывода, который должен быть добавлен к существующему файлу, либо перенаправлением вывода, которое заменяет существующий файл. Она также включает перенаправляемый файловый дескриптор и имя файла. Каждая дочерняя программа ( struct childProgram) теперь специфицирует нужное ей количество перенаправлений.

Эти новые структуры данных не связаны с установкой каналов между процессами. Поскольку задание определено как множество дочерних процессов с каналами, связывающими их, нет необходимости в более подробной информации, описывающей каналы. На рис. 11.1 показано, как эти новые структуры должны выглядеть для команды tail < input-file | sort > output-file.

Рис. 11.1. Структуры данных, описывающие задание для ladsh2.с

Как только в parseCommand()будут правильно отражены структуры данных, то запуск команд в правильном порядке становится довольно простым при достаточном внимании к деталям. Прежде всего, мы добавляем цикл в parseCommand()для запуска дочерних процессов, поскольку теперь их может быть множество. Прежде чем войти в цикл, мы устанавливаем nextinи nextout, которые являются файловыми дескрипторами, используемыми в качестве стандартных потоков ввод и вывода для следующего запускаемого процесса. Для начала мы используем те же stdin и stdout, что и оболочка.