Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Троан Эрик В.

10.5.1. Запуск и ожидание с помощью

system

Программам часто требуется запускать другие программы и ожидать их завершения, прежде чем продолжать свою работу. Функция

system

позволяет это делать достаточно просто.

int system (const char* cmd);

system

порождает дочерний процесс, который выполняет

exec

для

/bin/sh

, который, в свою очередь, запускает

cmd

. Исходный процесс ожидает завершения дочерней оболочки и возвращает тот же код, что

wait

[28] . Если вам не нужно оставлять в памяти оболочку (что случается редко),

cmd

должна включать

предшествующее слово

"exec"

, которое заставляет оболочку вызывать

exec

вместо запуска

cmd

как подпроцесса.

28

В процессе работы

system

блокирует

SIGCHILD

, что заставляет передавать этот сигнал программе непосредственно перед тем, как

system

вернет управление (но после того, как

system

вызовет

wait

для порожденного процесса), поэтому программы, которые используют обработчики сигналов, должны это учитывать и обрабатывать такие ложные сигналы осторожно. Функция

system

также игнорирует

SIGINT

и

SIGQUIT

, а это означает, что быстрые циклические повторные вызовы

system

может оказаться невозможно прервать ничем, кроме

SIGSTOP

и

SIGKILL

.

Поскольку

cmd

запускается из оболочки

/bin/sh

, то здесь применимы все обычные правила расширения команд. Ниже показан пример вызова

system

, который отображает исходные тексты С из текущего каталога.

#include <stdlib.h>

#include <sys/wait.h>

int main {

int result;

result = system("exec ls *.c");

if (!WIFEXITED(result))

 printf("(аварийный выход)\n");

 exit(0);

}

Команда

system

должна применяться с большой осторожностью в программах, которые запускаются со специальными полномочиями. Поскольку системная оболочка предоставляет множество мощных средств и сильно зависит от переменных окружения,

system

является уязвимым местом в плане безопасности, которым могут воспользоваться злоумышленники для проникновения в систему. Однако до тех пор, пока приложение не является демоном или программой

setuid/setgid

, вызов

system

совершенно безопасен.

10.5.2. Чтение и запись из процесса

Хотя

system

отображает результат работы команды на устройство стандартного вывода и позволяет дочерним программам читать стандартный ввод, это не всегда идеально. Часто процесс желает читать вывод другого процесса либо отправлять текст на стандартный ввод.

popen

облегчает процессам решение этой задачи [29] .

FILE * popen(const char *cmd, const char *mode);

29

Хотя функция

popen

это делает просто, с ней связаны некоторые побочные эффекты, которые не сразу становятся очевидны. Она создает дочерний процесс, который может быть прерван перед тем, как будет вызвана

pclose

, что заставит функцию

wait

вернуть состояние процесса. Когда этот процесс завершится, он также сгенерирует

SIGCHLD

, что может привести в замешательство упрощенно написанный обработчик сигналов.

cmd

выполняется через оболочку, как и в

system

. Параметр

mode

должен быть

"r"

, если родительский процесс желает читать командный вывод, и

"w"

— для записи в стандартный ввод дочернего процесса. Следует отметить, что с помощью

popen

делать одновременно чтение и запись нельзя.

Два

процесса, которые читают и пишут друг в друга, достаточно сложны [30] и выходят за рамки возможностей

popen

[31] .

30

Этот тип обработки часто приводит к взаимоблокировкам, при которых процесс А ожидает, пока процесс В выполнит какую-то работу, в то время как процесс В ожидает процесса А, в результате чего ничего не происходит.

31

Если вам понадобится делать это, запустите дочерний процесс с помощью

fork

и

exec

, а потом воспользуйтесь

poll

для чтения и записи в дочерний процесс. Для этого предназначена программа под названием

expect

.

popen

возвращает

FILE*

(как это определено в стандартной библиотеке ввода-вывода ANSI/ISO), который может быть прочитан и записан подобно любому другому потоку

stdio

[32] , либо

NULL

, если операция не удается. Когда завершается родительский процесс, он может воспользоваться

pclose

для закрытия потока и прерывания дочернего процесса, если он все еще выполняется. Подобно

system

,

pclose

возвращает состояние дочернего процесса из

wait4

.

32

Информацию о чтении и записи в поток

stdio

можно найти в [15].

int pclose(FILE *stream);

Ниже приведен пример простой программы-калькулятора, которая использует программу

bc

для выполнения всей реальной работы. Важно сбрасывать поток, полученный от

popen

, после записи в него, чтобы предотвратить буферизацию

stdio

от задержки вывода (подробности о буферизации стандартных функций библиотеки

stdio

можно найти в [15]).

 1: /*calc.c*/

 2:

 3: /* Это очень простой калькулятор, который использует внешнюю команду bc

 4: для выполнения всей работы. Открывает канал к bc, читает команду,

 5: передает ее bc и завершается. */

 6: #include <stdio.h>

 7: #include <sys/wait.h>

 8: #include <unistd.h>

 9:

10: int main(void) {

11: char buf[1024];

12: FILE *bc;

13: int result;

14:

15: /* открыть канал на bc и выйти в случае неудачи */

16: bc = popen("bc", "w");

17: if (!bc) {

18: perror("popen");

19: return 1;

20: }

21:

22: /* пригласить ввести выражение, и прочитать его */

23: printf("expr:"); fflush(stdout);

24: fgets(buf, sizeof(buf), stdin);

25:

26: /* послать выражение bc для вычисления */

27: fprintf(bc, "%s\n", buf);

28: fflush(bc);

29:

30: /* закрыть канал на bc и ожидать выхода из нее */

31: result = pclose(bc);

32:

33: if (!WIFEXITED(result))

34: printf("(аварийный выход)\n");

35:

36: return 0;

37: }