Рис. 9.4. Разделение дескриптора файла как результат '
dup2(1, 3)
'
На этом рисунке процесс выполнил '
dup2(1, 3)
', чтобы сделать дескриптор файла 3-й копией стандартного вывода, дескриптора файла 1. Точно как описано ранее, эти два дескриптора разделяют общее смещение открытого файла.
В разделе 4.4.2 «Открытие и закрытие файлов» мы упомянули, что
open
(и
creat
) всегда возвращают наименьшее целое значение неиспользуемого дескриптора для открываемого файла. Этому правилу следуют почти все системные вызовы, которые возвращают новые дескрипторы файлов, а не только
open
и
creat
. (
dup2
является исключением, поскольку он предусматривает способ получения конкретного нового дескриптора файла, даже если он не является наименьшим неиспользуемым дескриптором.)
При наличии правила «возвращения наименьшего неиспользуемого номера» в сочетании с функцией
dup
теперь легко поместить дескрипторы файла канала на место стандартного ввода и вывода. В предположении, что текущим процессом является оболочка и что ей необходимо создать два порожденных процесса для образования двухступенчатого канала, вот эти шаги:
1. Создать канал с помощью
pipe
. Это должно быть сделано сначала, чтобы два порожденных процесса могли унаследовать дескрипторы открытых файлов.
2. Создать то, что мы называем «левым потомком». Это процесс, стандартный вывод которого идет в канал. В данном процессе сделать следующее:
a. Использовать '
close(pipefd[0])
', поскольку читаемый конец канала в левом потомке не нужен.
b. Использовать '
close(1)
', чтобы закрыть первоначальный стандартный вывод.
c. Использовать '
dup(pipefd[1])
' для копирования записываемого конца канала в дескриптор файла 1.
d. Использовать '
close(pipefd[1])
', поскольку нам не нужны две копии открытого дескриптора.
e. Выполнить
exec
для запускаемой программы.
3. Создать то, что мы называем «правым потомком». Это процесс, стандартный ввод которого поступает из канала. Шаги для этого потомка являются зеркальным отражением шагов для левого потомка:
a. Использовать '
close(pipefd[1])
', поскольку записываемый конец канала в правом потомке не нужен.
b. Использовать '
close(0)
', чтобы закрыть первоначальный стандартный ввод.
c. Использовать '
dup(pipefd[0])
' для копирования читаемого конца канала в дескриптор файла 0.
d. Использовать '
close(pipefd[0])
', поскольку нам не нужны две копии открытого дескриптора.
e. Выполнить
exec
для запускаемой программы.
4. В родителе закрыть оба конца канала — '
close(pipefd[0]); close(pipefd[1])
'.
5. Наконец, использовать в родителе
wait
для ожидания завершения обоих порожденных процессов.
Обратите внимание, как важно закрыть неиспользуемые копии дескрипторов файлов каналов. Как мы отмечали ранее, файл не закрывается до тех пор, пока не будет закрыт последний открытый для него дескриптор. Это верно, даже если дескрипторы файлов разделяют несколько процессов. Закрытие не использующихся дескрипторов файлов имеет значение, поскольку процесс, читающий из канала, не получит указания конца файла, пока все копии записываемого конца не будут закрыты.
В нашем случае после порождения двух потомков имеются три процесса, у каждого из которых есть копии двух дескрипторов файлов каналов: родительский и два порожденных. Родительский процесс закрывает оба конца, поскольку ему не нужен канал. Левый потомок записывает в канал, поэтому ему нужно закрыть читаемый конец. Правый потомок читает из канала, поэтому ему нужно закрыть записываемый конец. Это оставляет открытым ровно по одной копии дескриптора файла.
Когда левый потомок завершает работу, он заканчивается. Система после этого закрывает все его дескрипторы файлов. Когда это случается, правый потомок получает в конечном счете уведомление конца файла и тоже может завершить работу и выйти.
Следующая программа,
ch09-pipeline.c
, создает эквивалент следующего конвейера оболочки:
$ echo hi there | sed s/hi/hello/g
hello there
Вот программа:
1 /* ch09-pipeline.c --- ответвляет два процесса в их собственный конвейер.
2 Для краткости проверка ошибок сведена к минимуму. */