Linux: Полное руководство - Денис Колисниченко

255)

 echo "Диалог закрыт";;

esac

Рис. 25.6. Календарь

25.8. Шкала прогресса

Для информирования пользователя о ходе процесса, например, копирования или обработки файла, целесообразно использовать виджит gauge (шкала прогресса).

Листинг 25.9. Шкала прогресса

#!/bin/sh

DIALOG=${DIALOG=dialog}

PCT=10

(

 while test $PCT != 100

 do

  echo "XXX"

  echo $PCT

  echo "Выполненоn

  ($PCT %)"

  echo "XXX"

  PCT=`expr $PCT + 10`

  # засыпаем на 1 секунду, 1 секунда - это 10%

  sleep 1

 done

) |

$DIALOG --title "Шкала" --gauge "Шкала" 20 70 0

Рис. 25.7. Шкала прогресса

Глава 26

Взаимодействие процессов в Linux

26.1. Способы взаимодействия

Процессы, как и люди, могут «общаться» между собой, то есть обмениваться информацией. В главе 3 мы бегло рассмотрели два средства межпроцессного взаимодействия (IPC, Inter-Process Communication); полудуплексные каналы (конвейеры) и сигналы, но в UNIX-системах таких средств значительно больше. В этой главе я перечислю остальные средства IPC и покажу, как использовать их в программном коде.

С давних времен существуют именованные каналы FIFO (First In — First Out) и сетевые гнезда (сокеты). Вместе с конвейерами и сигналами они составляют IPC типа BSD. Компания AT&T вместе с операционной системой System V предложила три новых вида IPC:

♦ семафоры;

♦ разделяемая память;

♦ очереди сообщений.

В операционной системе Linux поддерживаются оба типа IPC — System V и BSD, то есть в Linux мы можем использовать все вышеперечисленные способы IPC.

26.2. Полудуплексные каналы

Напомню, что канал — это способ связи стандартного вывода одного процесса со стандартным вводом другого. Каналы — старожилы UNIX: они появились еще в самых первых версиях UNIX. Полудуплексные каналы позволяют обмениваться информацией только в одном направлении. Если процесс-предок передает информацию со своего стандартного вывода на стандартный ввод потомка — это пример полудуплексного канала.

Что такое перенаправление ввода/вывода и как его использовать из командной строки, вы уже знаете (п. 3.4.6). Сейчас я покажу, как осуществить перенаправление программным путем, то есть без вмешательства пользователя.

Вызов system() порождает дочерний процесс, позволяя ему читать данные со стандартного ввода (stdin) и писать на стандартный вывод (stdout). Иногда нам нужно передать данные дочернему процессу или, наоборот, получить информацию от порожденного процесса. Другими словами, мы хотим, чтобы дочерний процесс получал данные не со стандартного ввода, а от родительского процесса или/и выводил информацию не на стандартный вывод, а передавал ее процессу-предку. Ввод/вывод между процессами осуществляется с помощью системного вызова popen(). Этот вызов должен быть выполнен ДО вызова fork(), чтобы файловые дескрипторы были унаследованы дочерним процессом.

FILE * popen(const char * команда, const char * режим_доступа);

Первый параметр — это название программы, которую мы хотим запустить в дочернем процессе. Второй параметр определяет режим доступа. Установите значение «r», если вам нужно читать вывод дочернего процесса, если же вам нужно передать информацию на стандартный ввод порожденного процесса, установите значение «w». Режима двустороннего обмена не существует.

Вызов popen() возвращает указатель FILE* или пустой указатель NULL, если вызов не удался. Так же, как и при работе с обыкновенными файлами, после завершения операции ввода/вывода вы должны закрыть канал вызовом pclose(). Во время работы с потоком рекомендую использовать вызов fflush(), чтобы предотвратить задержки из-за буферизации.

Теперь несколько простых примеров. Предположим, что нам нужно вывести на стандартный вывод имена всех текстовых файлов, содержащихся в текущем каталоге. Это можно очень просто сделать с помощью вызова system():

system("ls *.txt");

Это уж совсем тривиальная задача — мы просто выводим данные, но никак не обрабатываем их. Как получить все имена текстовых файлов и обработать их в программе?

// открываем поток

FILE *fp = popen("ls *.txt", "r");

// в цикле читаем имена всех текстовых файлов

while ((fname = fgets(..., fp);) != EOF) {

 // обрабатываем полученное значение переменной fname

}

// закрываем поток

pclose(fp);

Этот фрагмент кода в особых комментариях не нуждается. Сначала мы создаем поток для чтения (доступ «r») информации от порожденного процесса (ls *.txt). Затем в цикле while читаем имена файлов до тех пор, пока не будет достигнут конец файла. После окончания операции ввода/вывода закрываем поток вызовом pclose(fp).

Вот теперь мы готовы к тому, чтобы рассмотреть более серьезный пример. В этом примере мы будем передавать данные дочернему процессу. Задача такова: у нас есть две программы. Первая программа передает второй какую-нибудь информацию, вторая обрабатывает ее и выводит на стандартный вывод результат.

Листинг 26.1. Родительский процесс

#include <stdio.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

int main() {

 char buff[1024]={0};

 FILE * cp; // cp - child process - дочерний процесс

 int status;

 // Открываем канал. Дочерний процесс - /usr/bin/child

 cp=popen("/usr/bin/child", "w");

 if (!cp) {

  printf("He могу открыть канал.n");

  exit(1);

 }

 printf("Введите информацию для передачи дочернему процессу ");

 // читаем ввод пользователя

 fgets(buff, sizeof(buff), stdin);

 // передаем данные дочернему процессу

 fprintf(cp, "%sn", buff);

 // "выталкиваем" содержимое буфера в канал

 fflush(cp);

 // закрываем канал и проверяем состояние вызова pclose()

 status=pclose(cp);

 if (!WIFEXITED(status))

  printf("ошибка при закрытии каналаn");

 printf("Завершение работы родительского процессаn");

 return 0;

}

Листинг 26.2. Дочерний процесс — исходный код /usr/bin/child

#include <stdio.h>

int main() {

 char buff[1024]={0};

 fgets(buff, sizeof(buff), stdin);

 printf("Прочитал со стандартного ввода: %sn", buff);

 printf("Завершение работы дочернего процессаn");

return 0;

}

26.3. Каналы типа FIFO

Канал FIFO — это канал, основанный на принципе очереди: «первым вошел, первым вышел». От обычного канала канал FIFO отличается следующим:

♦ Канал FIFO сохраняется в файловой системе в виде файла, поэтому каналы FIFO называются именованными.

♦ С именованным каналом, как с обычным файлом, могут работать все процессы, а не только предок и потомки.

♦ В отличие от полудуплексного канала, находящегося в ядре, канал FIFO находится в файловой системе и остается там даже после завершения обмена данными. Для следующего использования канала его не нужно заново создавать.

Создать именованный канал можно с помощью командного интерпретатора:

$ mknod myFIFO p

$ mkfifo a=rw myFIFO

или системного вызова mknod():

int mknod(char *pathname, mode_t mode, dev_t dev);

Функция mknod() используется не только для создания каналов FIFO. Она может создать любой i-узел (inode) файловой системы: файл, устройство, канал FIFO. Функция возвращает 0, если создание узла прошло успешно, или -1, если произошла ошибка. Проанализировать ошибку можно с помощью переменной errno, которая равна:

♦ EFAULT, ENOTDIR, ENOENT — неправильно задан путь;

♦ EACCESS — у вас недостаточно прав;

♦ ENAMETOOLONG — слишком длинный путь.

Пример создания FIFO-канала:

mknod("FIFO", S_IFIFO|0666, 0);

В текущем каталоге будет создан канал FIFO с правами доступа 0666.

Указывая права доступа создаваемого файла, помните, что они находятся под влиянием umask. Поэтому, если вы хотите установить истинное значение прав доступа, используйте системный вызов umask(0), чтобы временно отключить влияние umask:

umask(0);

mknod("FIFO", S_IFIFO|0666, 0);

Рассмотрим программу, создающую FIFO-канал и ожидающую данных по этому каналу. Программа после создания канала будет ожидать данных по этому каналу и не завершится до тех пор, пока вы не «убьете» процесс.

Листинг 26.3. Процесс-читатель

#include <stdio.h>