Основы программирования в Linux, Мэтью Нейл

Основы программирования в Linux

на обложку

Мэтью Нейл

Шрифт:

Как это работает

Если вы выполните только что приведенную программу с помощью команды

./fork2 &

и затем вызовите программу

после завершения дочернего процесса, но до окончания родительского, то увидите строку, подобную следующей. (Некоторые системы могут сказать

вместо

$ ps -аl

F S UID PID PPID С PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD

004 S 0 1273 1259 0 75 0 - 589 wait4 pts/2 00:00:00 su

000 S 0 1274 1273 0 75 0 - 731 schedu pts/2 00:00:00 bash

000 S 500 1463 1262 0 75 0 - 788 schedu pts/1 00:00:00 oclock

000 S 500 1465 1262 0 75 0 - 2569 schedu pts/1 00:00:01 emacs

000 S 500 1603 1262 0 75 0 - 313 schedu pts/1 00:00:00 fork2

003 Z 500 1604 1603 0 75 0 - 0 do_exi pts/1 00:00:00 fork2 <defunct>

000 R 500 1605 1262 0 81 0 - 781 - pts/1 00:00:00 ps

Если родительский процесс завершится необычно, дочерний процесс автоматически получит в качестве родителя процесс с PID, равным 1 (init). Теперь дочерний процесс — зомби, который уже не выполняется, но унаследован процессом

init

из-за необычного окончания родительского процесса. Зомби останется в таблице процессов, пока не пойман процессом

init

. Чем больше таблица, тем медленнее эта процедура. Следует избегать процессов-зомби, поскольку они потребляют ресурсы до тех пор, пока процесс init не вычистит их.

Есть еще один системный вызов, который можно применять для ожидания дочернего процесса. Он называется

waitpid

и применяется для ожидания завершения определенного процесса.

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);

Аргумент

pid

— конкретный дочерний процесс, окончания которого нужно ждать. Если он равен –1,

waitpid

вернет информацию о любом дочернем процессе. Как и вызов

wait

, он записывает информацию о состоянии процесса в место, указанное аргументом

stat_loc

, если последний не равен пустому указателю. Аргумент

options

позволяет изменить поведение

waitpid

. Наиболее полезная опция

WNOHANG

мешает вызову

waitpid

приостанавливать выполнение вызвавшего его процесса. Ее можно применять для выяснения, завершился ли какой-либо из дочерних процессов, и если нет, то продолжать выполнение. Остальные опции такие же, как в вызове

wait

Итак, если вы хотите, чтобы родительский процесс периодически проверял, завершился ли конкретный дочерний процесс, можно использовать следующий вызов:

waitpid(child_pid, (int *)0, WNOHANG);

Он вернет ноль, если дочерний процесс не завершился и не остановлен, или

child_pid

, если это произошло. Вызов waitpid вернет -1 в случае ошибки и установит переменную

errno

. Это может произойти, если нет дочерних процессов (

errno

равна

ECHILD

), если вызов прерван сигналом (

EINTR

) или аргумент

options

неверный (

EINVAL

Перенаправление ввода и вывода

Вы можете применить ваши знания о процессах для изменения поведения программ, используя тот факт, что открытые файловые дескрипторы сохраняются вызовами

fork

exec

. Следующий пример из упражнения 11.6 содержит программу-фильтр, которая читает из стандартного ввода и пишет в свой стандартный вывод, выполняя при этом некоторое полезное преобразование.

Далее приведена программа очень простой фильтрации upper.c, которая читает ввод и преобразует строчные буквы в прописные:

#include <stdio.h>

#include <ctype.h>

#include <stdlib.h>

int main {

int ch;

while ((ch = getchar) != EOF) {

putchar(toupper(ch));

}

exit(0);

}

Когда вы выполните программу, она сделает то, что и ожидалось:

$ ./upper

hello THERE

HELLO THERE

Вы, конечно, можете применить ее для преобразования символов файла, используя перенаправление, применяемое командной оболочкой:

$ cat file.txt

this is the file, file.txt, it is all lower case.

$ ./upper < file.txt

THIS IS THE FILE, FILE.TXT, IT IS ALL LOWER CASE.

Что если вы хотите применить этот фильтр из другой программы? Программа useupper.c принимает имя файла как аргумент и откликается сообщением об ошибке при некорректном вызове:

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

char *filename;

if (argc != 2) {

fprintf (stderr, "usage: useupper file\n");

exit(1);

}

filename = argv[1];

Вы повторно открываете стандартный ввод, снова при этом проверяете наличие любых ошибок, а затем применяете функцию

execl