#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
FILE *read_fp;
char buffer[BUFSIZ +1];
int chars_read;
memset(buffer, '\0', sizeof(buffer));
read_fp = popen("cat popen*.с | wc -l", "r");
if (read_fp != NULL) {
chars_read = fread(buffer, sizeof(char), BUFSIZ, read_fp);
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.
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.
pipeСледующий 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).