Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Теперь мы представим пример передачи дескриптора. Мы напишем программу под названием mycat, которой в качестве аргумента командной строки передается полное имя файла. Эта программа открывает файл и копирует его в стандартный поток вывода. Но вместо вызова обычной функции Unix openмы вызываем нашу собственную функцию my_open. Эта функция создает потоковый канал и вызывает функции forkи execдля запуска другой программы, открывающей нужный файл. Эта программа должна затем передать дескриптор обратно родительскому процессу по потоковому каналу.

На рис. 15.1 показан первый шаг: наша программа mycatпосле создания потокового канала при помощи вызова функции socketpair. Мы обозначили два дескриптора, возвращаемых функцией socketpair, как [0]и [1].

Рис. 15.1. Программа mycat после создания потокового канала при использовании функции socketpair

Затем процесс взывает функцию fork, и дочерний процесс вызывает функцию execдля выполнения программы openfile. Родительский процесс закрывает дескриптор [1], а дочерний процесс закрывает дескриптор [0]. (Нет разницы, на каком конце потокового канала происходит закрытие. Дочерний процесс мог бы закрыть [1], а родительский — [0].) При этом получается схема, показанная на рис. 15.2.

Рис. 15.2. Программа mycat после запуска программы openfile

Родительский процесс должен передать программе openfileтри фрагмента информации: полное имя открываемого файла, режим открытия (только чтение чтение и запись или только запись) и номер дескриптора, соответствующий его концу потокового канала (который мы обозначили [1]). Мы выбрали такой способ передачи этих трех элементов, как ввод аргументов командной строки при вызове функции exec. Альтернативным способом будет отправка этих элементов в качестве данных по потоковому каналу. Программа отправляет обратно открытый дескриптор по потоковому каналу и завершается. Статус выхода программы сообщает родительскому процессу, смог ли файл открыться, и если нет, то какого типа ошибка произошла.

Преимущество выполнения дополнительной программы для открытия файла заключается в том, что за счет приравнивания привилегий пользователя к привилегиям владельца файла мы получаем возможность открывать те файлы, которые не имеем права открывать в обычной ситуации. Эта программа позволяет расширить концепцию обычных прав доступа Unix (пользователь, группа и все остальные) и включить любые формы проверки прав доступа. Мы начнем с программы mycat, показанной в листинге 15.7.

Листинг 15.7. Программа mycat: копирование файла в стандартный поток вывода

//unixdomain/mycat.c

1 #include "unp.h"

2 int my_open(const char*, int);

3 int

4 main(int argc, char **argv)

5 {

6 int fd, n;

7 char buff[BUFFSIZE];

8 if (argc != 2)

9 err_quit("usage: mycat ");

10 if ((fd = my_open(argv[1], O_RDONLY)) < 0)

11 err_sys("cannot open %s", argv[1]);

12 while ((n = Read(fd, buff, BUFFSIZE)) > 0)

13 Write(STDOUT_FILENO, buff, n);

14 exit(0);

15 }

Если мы заменим вызов функции my_openвызовом функции open, эта простая программа всего лишь скопирует файл в стандартный поток вывода.

Функция my_open, показанная в листинге 15.8, должна выглядеть для вызывающего процесса как обычная функция Unix open. Она получает два аргумента — полное имя и режим открытия (например, O_RDONLYобозначает, что файл доступен только для чтения), открывает файл и возвращает дескриптор.

Листинг 15.8. Функция my_open: открытие файла и возвращение дескриптора

//unixdomain/myopen.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 my_open(const char *pathname, int mode)

4 {

5 int fd, sockfd[2], status;

6 pid_t childpid;

7 char c, argsockfd[10], argmode[10];

8 Socketpair(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sockfd);

9 if ((childpid = Fork()) == 0) { /* дочерний процесс */

10 Close(sockfd[0]);

11 snprintf(argsockfd, sizeof(argsockfd), "%d", sockfd[1]);

12 snprintf(argmode, sizeof(argmode), "%d", mode);

13 execl("./openfile", "openfile", argsockfd, pathname, argmode,

14 (char*)NULL);

15 err_sys("execl error");

16 }

17 /* родительский процесс - ожидание завершения дочернего процесса */

18 Close(sockfd[1]); /* закрываем конец, который мы не используем */

19 Waitpid(childpid, &status, 0);

20 if (WIFEXITED(status) == 0)

21 err_quit("child did not terminate");

22 if ((status = WEXITSTATUS(status)) == 0)

23 Read_fd(sockfd[0], &c, 1, &fd);

24 else {

25 errno = status; /* установка значения errno в статус дочернего

процесса */

26 fd = -1;

27 }

28 Close(sockfd[0]);

29 return (fd);

30 }

8 Функция socketpairсоздает потоковый канал. Возвращаются два дескриптора: sockfd[0]и sockfd[1]. Это состояние, которое мы показали на рис. 15.1.

9-16 Вызывается функция fork, после чего дочерний процесс закрывает один конец потокового канала. Номер дескриптора другого конца потокового канала помещается в массив argsockfd, а режим открытия помещается в массив argmode. Мы вызываем функцию snprintf, поскольку аргументы функции exec должны быть символьными строками. Выполняется программа openfile. Функция execlвозвращает управление только в том случае, если она встретит ошибку. При удачном выполнении начинает выполняться функция mainпрограммы openfile.

17-22 Родительский процесс закрывает другой конец потокового канала и вызывает функцию waitpidдля ожидания завершения дочернего процесса. Статус завершения дочернего процесса возвращается в переменной status, и сначала мы проверяем, что программа завершилась нормально (то есть не была завершена из-за возникновения какого-либо сигнала). Затем макрос WEXITSTATUSпреобразует статус завершения в статус выхода, значение которого должно быть между 0 и 255. Мы вскоре увидим, что если при открытии необходимого файла программой openfileпроисходит ошибка, то эта программа завершается, причем статус ее завершения равен соответствующему значению переменной errno.

23 Наша функция read_fd, которую мы показываем в следующем листинге, получает дескриптор потокового канала. Кроме получения дескриптора мы считываем 1 байт данных, но ничего с этими данными не делаем.