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    本文關鍵字： linux 管道通信，linux 進程通信方式，有名管道，FIFO

    有(you)名管(guan)道的(de)(de)(de)(de)創建可以(yi)使用函(han)數mkfifo()，該函(han)數類(lei)似于文件(jian)中的(de)(de)(de)(de)open()操作(zuo)，可以(yi)指定管(guan)道的(de)(de)(de)(de)路徑和打開的(de)(de)(de)(de)模式。用戶還(huan)可以(yi)在命令(ling)行使用“mknod 管(guan)道名 p”來創建有(you)名管(guan)道。

    在創建管道(dao)成功后(hou)，就可以使用open()、read()和write()這(zhe)些函數了。與(yu)普(pu)通文件的(de)開(kai)(kai)發設置(zhi)一(yi)樣，對(dui)于為讀而打開(kai)(kai)的(de)管道(dao)可在open()中(zhong)(zhong)設置(zhi)O_RDONLY，對(dui)于為寫而打開(kai)(kai)的(de)管道(dao)可在open()中(zhong)(zhong)設置(zhi)O_WRONLY，在這(zhe)里(li)與(yu)普(pu)通文件不同的(de)是阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞問題。由于普(pu)通文件在讀寫時不會出現阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞問題，而在管道(dao)的(de)讀寫中(zhong)(zhong)卻(que)有阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞的(de)可能，這(zhe)里(li)的(de)非(fei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞標志可以在open()函數中(zhong)(zhong)設定為O_NONBLOCK。下面分(fen)別對(dui)阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞打開(kai)(kai)和非(fei)阻(zu)(zu)(zu)(zu)塞打開(kai)(kai)的(de)讀寫進行討論(lun)。

 ;   對于(yu)讀(du)進(jin)程(cheng)：

    ● 若(ruo)該管道是阻塞打開，且當前(qian)FIFO內(nei)沒有(you)(you)數(shu)據，則對讀進(jin)程而言將(jiang)一直阻塞到有(you)(you)數(shu)據寫(xie)入。

    ● 若該管道(dao)是(shi)非阻(zu)塞打開，則不論(lun)FIFO內(nei)是(shi)否(fou)有數(shu)(shu)據，讀(du)進程(cheng)都會立(li)(li)即執行讀(du)操作。即如(ru)果FIFO內(nei)沒有數(shu)(shu)據，則讀(du)函數(shu)(shu)將立(li)(li)刻返回0。

    對于寫進程：

    ● ;若(ruo)該管道(dao)是阻塞(sai)打(da)開，則寫(xie)操(cao)作將一直阻塞(sai)到數(shu)據可以被寫(xie)入。

    ● 若(ruo)該管道是非(fei)阻(zu)塞(sai)打開(kai)而不能寫(xie)入(ru)全部數(shu)據，則讀(du)操作進行部分寫(xie)入(ru)或(huo)者調用失敗(bai)。

    表1列出了mkfifo()函數的語法要點。

表(biao)1 mkfifo()函數語法(fa)要點(dian)

    表2再對FIFO相關的出錯(cuo)信息進行歸納，以方便(bian)用戶查錯(cuo)。

表(biao)2 FIFO相關的出錯信息

    下(xia)面的(de)實(shi)例(li)包(bao)含兩(liang)個(ge)程(cheng)(cheng)序(xu)，一個(ge)用(yong)于讀(du)管(guan)(guan)道(dao)，另一個(ge)用(yong)于寫管(guan)(guan)道(dao)。其(qi)中(zhong)在讀(du)管(guan)(guan)道(dao)的(de)程(cheng)(cheng)序(xu)中(zhong)創建管(guan)(guan)道(dao)，并且作(zuo)為(wei)main()函數里(li)的(de)參數由用(yong)戶輸入(ru)要寫入(ru)的(de)內(nei)容；讀(du)管(guan)(guan)道(dao)的(de)程(cheng)(cheng)序(xu)會讀(du)出用(yong)戶寫入(ru)到管(guan)(guan)道(dao)的(de)內(nei)容。這兩(liang)個(ge)程(cheng)(cheng)序(xu)采用(yong)的(de)是阻塞式讀(du)寫管(guan)(guan)道(dao)模式。

    寫管道的程序如(ru)下(xia)：

    /* fifo_write.c */
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <errno.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <limits.h>
    #define MYFIFO "/tmp/myfifo" /* 有名管道文件名 */
    #define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF /* 定義在limits.h中 */

    int main(int argc, char * argv[]) /* 參數為即將寫入的字符串 */
    {
        int fd;
        char buff[MAX_BUFFER_SIZE];
        int nwrite;

        if(argc <= 1)
        {
            printf("Usage: ./fifo_write string\n");
            exit(1);
        }
        sscanf(argv[1], "%s", buff);

        /* 以只寫阻塞方式打開FIFO管道 */
        fd = open(MYFIFO, O_WRONLY);
        if (fd == -1)
        {
            printf("Open fifo file error\n");
            exit(1);
        }

        /* 向管道中寫入字符串 */
        if ((nwrite = write(fd, buff, MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
        {
            printf("Write '%s' to FIFO\n", buff);
        }
        close(fd);
        exit(0);
    }

    讀管道(dao)程序如(ru)下：

    /* fifo_read.c */
    （頭文件和宏定義同fifo_write.c）
    int main()
    {
        char buff[MAX_BUFFER_SIZE];
        int fd;
        int nread;

        /* 判斷有名管道是否已存在，若尚未創建，則以相應的權限創建 */
        if (access(MYFIFO, F_OK) == -1)
        {
            if ((mkfifo(MYFIFO, 0666) < 0) && (errno != EEXIST))
                {
                    printf("Cannot create fifo file\n");
                    exit(1);
                }
            }
            /* 以只讀阻塞方式打開有名管道 */
            fd = open(MYFIFO, O_RDONLY);
            if (fd == -1)
            {
                printf("Open fifo file error\n");
                exit(1);
            }

            while (1)
            {
                memset(buff, 0, sizeof(buff));
                if ((nread = read(fd, buff, MAX_BUFFER_SIZE)) > 0)
            {
                printf("Read '%s' from FIFO\n", buff);
            }
        }
        close(fd);
        exit(0);
    }

    為了能夠較好地觀(guan)察運(yun)行(xing)結(jie)果(guo)(guo)，需要把這兩個(ge)程序(xu)分別在兩個(ge)終端里運(yun)行(xing)，在這里首先(xian)啟動讀管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)程序(xu)。讀管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)進(jin)程在建立管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)后就開始循環地從管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)里讀出內容，如(ru)(ru)果(guo)(guo)沒有數據可(ke)讀，則一直阻塞(sai)到(dao)寫(xie)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)進(jin)程向管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)寫(xie)入數據。在啟動了寫(xie)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)程序(xu)后，讀進(jin)程能夠從管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)里讀出用(yong)戶(hu)的輸(shu)入內容，程序(xu)運(yun)行(xing)結(jie)果(guo)(guo)如(ru)(ru)下。

    終端一：

    $ ./fifo_read
    Read 'FIFO' from FIFO
    Read 'Test' from FIFO
    Read 'Program' from FIFO
    …

    終端二(er)：

    $ ./fifo_write FIFO
    Write 'FIFO' to FIFO
    $ ./fifo_write Test
    Write 'Test' to FIFO
    $ ./fifo_write Program
    Write 'Program' to FIFO
    …

    本文選自華清遠見嵌入式培訓教材《從實踐中學嵌入式Linux應用程序開發》

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