Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

У функции pipeследующее объявление:

#include

int pipe(int file_descriptor[2]);

Функции pipeпередается 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 errnoдля 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, 3в 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 readи writeвместо библиотечных функций потоков freadи fwrite.

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

Следующий пример — программа pipe1.c. Обратите внимание на массив file_pipes, который передается функции pipeкак параметр.

#include

#include

#include

#include

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

1. Это пример pipe2.c. Он выполняется также как первый до того момента, пока вы не вызовете функцию fork.

#include

#include

#include

#include

int main() {

int data_processed;