Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Существует широкое разнообразие способов открытия псевдотерминалов. Обычно это делается (по крайней мере, в Linux) способом, более или менее соответствующим стандартам, основанным на SysV, а также устаревшим способом, основанным на практике BSD. Наиболее распространенным методом среди системных программистов в Linux является набор расширений BSD, реализованных также как часть glibc. Менее распространенный метод документируется как часть стандарта 1998 года — Unix98, и документируется иначе в версии 2000 года стандарт Unix98.

Исторически существует два различных метода открытия псевдотерминалов в Unix и подобных системах. Linux изначально придерживался модели BSD, хотя она более сложная в использовании, поскольку модель SysV явно написана в рамках STREAMS, а в Linux STREAMS не реализована. Однако модель BSD требует, чтобы каждое приложение искало неиспользуемое ведущее устройство pty, зная о многих специфических именах устройств. Между 64 и 256 устройства pty обычно доступны, а с целью поиска первого открытого устройства программы проводят поиск в устройствах, начиная с наименьшего числа. Они выполняют поиск в специфической манере, которая демонстрируется в программе ptypair, включенной в данный раздел.

С моделью BSD связано несколько проблем.

• Каждое приложение должно знать весь набор доступных имен. При расширении набора возможных псевдотерминалов каждое приложение, использующее псевдотерминал, должно быть модифицировано с явным знанием всех возможных имен устройств, что вызывает неудобства и подвержено ошибкам.

• Время, уходящее на поиск, становится ощутимым при поиске среди тысяч узлов устройств в каталоге /dev. Системное время тратится, и доступ к системе замедляется, что очень плохо масштабируется в больших системах.

• Обработка полномочий может оказаться проблематичной. Например, если программа выполняет аварийное завершение, она может оставить файлы устройств псевдотерминалов с несоответствующими полномочиями.

Поскольку модель SysV явно написана в рамках STREAMS и требует использования вызовов ioctl() для запуска подчиненных компонентов, она не является вариантом выбора Linux. Однако интерфейс Unix98 не определяет функции, присущие STREAMS, поэтому в 1998 году в Linux была добавлена поддержка псевдотерминалов стиля Unix98.

Ядро Linux может быть скомпилировано без поддержки интерфейса Unix98, и можно встретить более старые системы без псевдотерминалов стиля Unix98, поэтому мы представим код, который пытается открыть псевдотерминалы стиля Unix98, но также может вернуться к интерфейсу BSD. (Мы не документируем части модели SysV, присущие STREAMS; в [35] подробно описан интерфейс STREAMS. Вам вряд ли понадобится код, специфичный для STREAMS; спецификация Unix98 не требует его.)

В библиотеке libutilglibc предлагает две функции — openpty()и forkpty(), — выполняющие почти всю работу по поддержке псевдотерминалов.

#include

int openpty(int * masterfd, int * slavefd, char * name,

struct termios * term, struct winsize * winp);

int forkpty(int * masterfd, char * name,

struct termios * term, struct winsize * winp);

Функция openpty()открывает ведущие и подчиненные псевдотерминалы, необязательно используя структуры struct termiosи struct winsize, передаваемые как опции настройки псевдотерминала, возвращая 0в случае успеха и -1в случае ошибки. Файловые дескрипторы ведущего устройства и подчиненного компонента возвращаются аргументам masterfdи slavefdсоответственно. Аргументы termи winpмогут быть NULL, в случае чего они игнорируются, и настройка не выполняется.

Функция forkpty()работает так же, как и openpty(), но вместо возврата файлового дескриптора подчиненного компонента она разветвляет псевдотерминал как управляющий терминал stdin, stdout и stderr для дочернего процесса, а затем, подобно fork(), возвращает идентификатор дочернего процесса родительскому и 0 дочернему либо -1 при возникновении ошибки.

Даже с этими удобными интерфейсами связана значительная проблема: аргумент name был изначально предназначен для возврата имени устройства псевдотерминала вызывающему коду, но его использование небезопасно, поскольку openpty()и forkpty()не знают размера буфера. Всегда передавайте NULLв аргументе name. Используйте функцию ttyname(), описанную в начале этой главы, чтобы получить путевое имя файла устройства псевдотерминала.