26.3. Каналы типа FIFO

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>

#include <stdlib.h>

#include <sys/stat.h>

#include <unistd.h>

#include <linux/stat.h>

/* Наш канал называется FIFO, он будет создан в текущем

 каталоге */

#define FIFO "FIFO"

void main(void) {

 FILE * fp;

 /* Буфер для чтения */

 char buf[126];

/* Создаем канал, если он еще не создан,

 права доступа 0666 */

 umask(0);

 mknod(FIFO, S_IFIFO|0666, 0);

 /* Ожидаем данные */

 while(1) {

  fp = fopen(FIFO, "r");

  fgets(buf, 128, fp);

  printf("Получена строка: %s ", buf);

  fclose(fp);

 }

}

Теперь рассмотрим процесс-писатель, который будет записывать данные в FIFO-канал. Этот процесс не завершится до тех пор, пока процесс-читатель не прочитает их:

Листинг 26.4. Процесс-писатель writefifo.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#define FIFO "FIFO"

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

 FILE *fp;

 if (argc != 2) {

  printf("USAGE: writefifo <string> ");

  exit(1);

 }

 fp = fopen(FIFO, "w");

 fputs(argv[1], fp);

 fclose(fp);

}

Запустите процесс-читатель, затем перейдите на другую консоль и запустите «писателя» с аргументом — строкой «info». На первой консоли вы увидите сообщение:

Получена строка: info

При использовании каналов FIFO нужно учитывать механизм их блокирования. Если процесс открыл канал для записи, то он блокируется до тех пор, пока другой процесс не откроет его для чтения. Аналогично, если какой-то процесс откроет FIFO-канал для чтения, он будет блокирован, пока другой процесс не запишет в канал данные. Если блокировка процесса нежелательна, можно использовать опцию O_NONBLOCK.

open(fd, O_NONBLOCK);

Ясное дело, что тогда нужно немного модифицировать исходный код: вызовы fclose(), fputs(), fgets() использовать уже нельзя, вместо них нужно использовать соответствующие вызовы close(), write(), read().

И последнее, что нужно помнить при программировании FIFO-каналов: идеология FIFO-каналов предполагает наличие «читателей» и «писателей». Если «писатель» пишет в канал, у которого нет «читателя», из ядра будет послан сигнал SIGPIPE.