Основы программирования в Linux

Взглянув на следующий программный код, вы увидите, что он очень похож на предыдущий пример, за исключением того, что вы пишете данные в канал вместо чтения данных из него. Далее приведена программа popen2.c.

 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>

 int main {
  FILE *write_fp;
  char buffer[BUFSIZ + 1];
  sprintf(buffer, "Once upon a time, there was...\n");
  write_fp = popen("od -c", "w");
  if (write_fp != NULL) {
  fwrite(buffer, sizeof(char), strlen(buffer), write_fp);
  pclose(write_fp);
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

После выполнения этой программы вы должны получить следующий вывод:

 $ ./popen2
 0000000 O n c e u p o n a t i m e
 0000020 , t h e r e w a s . . . \n
 0000037

Как это работает

Программа применяет popen с параметром "w" для запуска команды od -с таким образом, что может отправить данные этой команде. Затем она отправляет строку, которую команда od -с получает и обрабатывает; далее команда od -с выводит результат обработки в своем стандартном выводе.

Такой же вывод можно получить из командной строки с помощью следующей команды:

 $ echo "Once upon a time, there was..." | od -c

Передача данных большого объема

Механизм, применявшийся до сих пор, просто отправляет и получает все данные в одном вызове fread или fwrite. Порой вам может понадобиться отправлять данные меньшими порциями или вы не будете знать размера вывода. Для того чтобы не объявлять слишком большой буфер, можно просто применить множественные вызовы fread или fwrite и обрабатывать данные порциями.

В упражнении 13.3 приведена программа popen3.c, читающая все данные из канала.

Упражнение 13.3. Чтение из канала данных большого объема

В этой программе вы читаете данные из вызванного процесса ps ах. У вас нет возможности узнать заранее, какой величины будет вывод, поэтому вы должны разрешить множественные операции чтения из канала.

 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>

 int main {
  FILE * read_fp;
  char buffer[BUFSIZ + 1];
  int chars_read;
  memset(buffer, '\0' , sizeof(buffer));
  read_fp = popen("ps ax", "r");
  if(read_fp != NULL) {
  chars_read = fread(buffer, sizeof(char), BUFSIZ, read_fp);
  while (chars_read > 0) {
  buffer[chars_read - 1] = '\0';
  printf("Reading %d:-\n %s\n", BUFSIZ, buffer);
  chars_read = fread(buffer, sizeof(char), BUFSIZ, read_fp);
  }
  pclose(read_fp);
  exit(EXIT_SUCCESS);
  }
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

Вывод, отредактированный для краткости, подобен приведенному далее:

 $ ./popen3
 Reading 1024:-
 PID TTY STAT TIME COMMAND
  1 ? Ss 0:03 init [5]
  2 ? SW 0:00 [kflushd]
  3 ? SW 0:00 [kpiod]
  4 ? SW 0:00 [kswapd]
  5 ? SW< 0:00 [mdrecoveryd]
 ...
 240 tty2 S 0:02 emacs draft1.txt
 Reading 1024:-
 368 tty1 S 0:00 ./popen 3
 369 tty1 R 0:00 ps -ax
 370 ...

Как это работает

Программа применяет функцию popen с параметром "r" аналогично программе popen1.c. В этот раз она продолжает чтение из файлового потока до тех пор, пока в нем есть данные. Учтите, что, хотя программе ps нужно некоторое время для выполнения, Linux так организует планирование процессов, что обе программы выполняются, когда могут. Если у читающего процесса popen3 нет входных данных, он приостанавливается до появления доступных данных. Если записывающий процесс ps формирует вывод, больший по объему, чем может вместить буфер, он приостанавливается до тех пор, пока считывающий процесс не обработает какой-то объем данных.

В этом примере строка Reading:- может не появиться второй раз. Это означает, что BUFSIZ больше объема вывода команды ps. В некоторых (самых современных) системах Linux установлен размер буфера BUFSIZ, равный 8192 байт или даже больше. Для того чтобы проверить корректность работы программы при считывании нескольких порций вывода, попробуйте считывать за один раз меньше символов, чем BUFSIZ, может быть BUFSIZ/10.

Как реализован вызов popen

Вызов popen выполняет программу, которую вы запросили, прежде всего, вызывая командную оболочку sh и передавая ей командную строку как аргумент. У этого процесса две стороны: приятная и не очень.

В ОС Linux (как и во всех UNIX-подобных системах) подстановка всех параметров выполняется командной оболочкой, поэтому вызов оболочки для синтаксического анализа командной строки перед вызовом программы дает возможность командной оболочке выполнить любую подстановку, например, определить реальные файлы, на которые ссылается строка *.с до того, как программа начнет выполняться. Часто это очень полезно и позволяет запускать с помощью popen сложные команды оболочки. Другие функции создания процесса, например execl, гораздо сложнее применять для вызова, поскольку вызывающий процесс должен самостоятельно выполнять подстановки параметров командной оболочки.