Основы программирования в Linux - Мэтью Нейл

<b>#include &lt;unistd.h&gt;</b>

<b>int dup(int file_descriptor);</b>

<b>int dup2(int file_descriptor_one, int file_descriptor_two);</b>

Назначение вызова dup — открыть новый дескриптор файла, немного похоже на то, как это делает вызов open. Разница в том, что файловый дескриптор, созданный dup, ссылается на тот же файл (или канал), что и существующий файловый дескриптор. В случае вызова dup новый файловый дескриптор всегда имеет самый маленький доступный номер, а в случае dup2 — первый доступный дескриптор, больший чем значение параметра file_descriptor_two.

Примечание

Того же эффекта, что и применение вызовов dup и dup2 можно добиться, применяя более общий вызов fcntl с командой F_DUPFD. Как говорилось, вызов dup легче использовать, поскольку он разработан специально для создания дубликатов файловых дескрипторов. Он также очень широко применяется, поэтому вы встретите его гораздо чаще в существующих программах, чем вызов fcntl и команду F_DUPFD.

Итак, как же dup помогает в обмене данными между процессами? Хитрость кроется в знании того, что дескриптор стандартного файла ввода всегда 0 и что dup всегда возвращает новый файловый дескриптор, применяя наименьший доступный номер. Сначала закрыв дескриптор 0, а затем вызвав dup, вы получите новый файловый дескриптор с номером 0. Поскольку новый файловый дескриптор — это дубликат существующего, стандартный ввод изменится и получит доступ к файлу или каналу, файловый дескриптор которого вы передали в функцию dup. В результате вы создадите два файловых дескриптора, которые ссылаются на один и тот же файл или канал и один из них будет стандартным вводом.

Управление файловым дескриптором с помощью close и dup

Легче всего понять, что происходит, когда вы закрываете файловый дескриптор 0 и затем вызываете dup, если рассмотреть состояние первых четырех файловых дескрипторов, изменяющихся последовательно друг за другом (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Номер файлового дескриптора Первоначально После закрытия файлового дескриптора 0 После вызова dup 0 Стандартный ввод {closed} Файловый дескриптор канала 1 Стандартный вывод Стандартный вывод Стандартный вывод 2 Стандартный поток ошибок Стандартный поток ошибок Стандартный поток ошибок 3 Файловый дескриптор канала Файловый дескриптор канала Файловый дескриптор канала

А теперь выполните упражнение 13.8.

Упражнение 13.3. Каналы и dup

Давайте вернемся к предыдущему примеру, но на этот раз вы измените дочернюю программу, заменив в ней файловый дескриптор stdin концом считывания read созданного вами канала. Вы также выполните некоторую реорганизацию файловых дескрипторов, чтобы дочерняя программа могла правильно определить конец данных в канале. Как обычно, мы пропустили некоторые проверки ошибок для краткости.

Превратите программу pipe3.c в pipe5.c с помощью следующего программного кода:

#include &lt;unistd.h&gt;

#include &lt;stdlib.h&gt;

#include &lt;stdio.h&gt;

#include &lt;string.h&gt;

int main() {

 int data_processed;

 int file pipes[2];

 const char some_data[] = &quot;123&quot;;

 pid_t fork_result;

 if (pipe(file_pipes) == 0) {

  fork_result = fork();

  if (fork_result == (pid_t)-1) {

   fprintf(stderr, &quot;Fork failure&quot;);

   exit(EXIT_FAILURE);

  }

  if (fork_result == (pid_t)0) {

<i>   close(0);</i>

<i>   dup(file_pipes[0];</i>

<i>   close(file_pipes[0]);</i>

<i>   close(file_pipes[1]);</i>

<i>   execlp(&quot;od&quot;, &quot;od&quot;, &quot;-c&quot;, (char*)0);</i>

   exit(EXIT_FAILURE);

  } else {

<i>   close(file_pipes[0]);</i>

   data_processed = write(file_pipes[1], some_data,

    strlen(some_data));

   close(file_pipes[1]);

   printf(&quot;%d — wrote %d bytesn&quot;, (int)getpid(), data_processed);

  }

 }

 exit(EXIT_SUCCESS);

}

У этой программы следующий вывод:

$ <b>./pipe5</b>

22495 - wrote 3 bytes

0000000 1 2 3

0000003

Как это работает

Как и прежде, программа создает канал, затем выполняет вызов fork, создавая дочерний процесс. В этот моменту обоих процессов, родительского и дочернего, есть файловые дескрипторы для доступа к каналу, по одному для чтения и записи, т.е. всего четыре открытых файловых дескриптора.

Давайте первым рассмотрим дочерний процесс. Он закрывает свой стандартный ввод с помощью close(0) и затем вызывает dup(file_pipes[0]). Этот вызов дублирует файловый дескриптор, связанный с концом read канала, как файловый дескриптор 0, стандартный ввод. Далее дочерний процесс закрывает исходный файловый дескриптор для чтения из канала, file_pipes[0]. Поскольку этот процесс никогда не будет писать в канал, он также закрывает файловый дескриптор для записи в канал, file_pipes[1]. Теперь у дочернего процесса единственный файловый дескриптор, связанный с каналом, файловый дескриптор 0, его стандартный ввод.