Linux C 编程----有名管道FIFO

有名管道FIFO简介:   

    有名管道的创建可以使用函数mkfifo(),该函数类似于文件中的open()操作,可以指定管道的路径和打开的模式。用户还可以在命令行使用“mknod 管道名 p”来创建有名管道。   

    在创建管道成功后,就可以使用open()、read()和write()这些函数了。与普通文件的开发设置一样,对于为读而打开的管道可 在open()中设置O_RDONLY,对于为写而打开的管道可在open()中设置O_WRONLY,在这里与普通文件不同的是阻塞问题。由于普通文件 在读写时不会出现阻塞问题,而在管道的读写中却有阻塞的可能,这里的非阻塞标志可以在open()函数中设定为O_NONBLOCK。下面分别对阻塞打开 和非阻塞打开的读写进行讨论。

    对于读进程:

    ● 若该管道是阻塞打开,且当前FIFO内没有数据,则对读进程而言将一直阻塞到有数据写入。

    ● 若该管道是非阻塞打开,则不论FIFO内是否有数据,读进程都会立即执行读操作。即如果FIFO内没有数据,则读函数将立刻返回0。

    对于写进程:

    ● 若该管道是阻塞打开,则写操作将一直阻塞到数据可以被写入。

    ● 若该管道是非阻塞打开而不能写入全部数据,则读操作进行部分写入或者调用失败。

有名管道FIFO特点:

    (1)它可以使互不相关的两个进程实现彼此通信。   

    (2)该管道可以通过路径名来指出,并且在文件系统中是可见的。在建立来管道之后,两个进程就可以把它当作普通文件一样进行读/写操作,使用非常方便。       

    (3)FIFO 严格地遵循先进先出规则,对管道及 FIFO 的读总是从开始处返回数据,对它们的写则把数据添加到末尾,它们不支持如 lseek() 等文件定位操作。

 表1列出了mkfifo()函数的语法要点。

            注意:mkfifo() 函数仅仅是创建了管道,但并没有打开管道!

表1 mkfifo()函数语法要点

所需头文件 #include    #include
函数原型 int mkfifo(const char *filename,mode_t mode)
函数传入值 filename:要创建的管道
mode O_RDONLY:读管道
O_WRONLY:写管道
O_RDWR:读写管道
O_NONBLOCK:非阻塞
O_CREAT:如果该文件不存在,那么就创建一个新的文件,并用第3个参数为其设置权限
O_EXCL:如果使用O_CREAT时文件存在,那么可返回错误消息。这个参数可测试文件是否存在
函数返回值 成功:0
出错:-1

    表2再对FIFO相关的出错信息进行归纳,以方便用户查错。

表2  FIFO相关的出错信息

EACCESS 参数filename所指定的目录路径无可执行的权限
EEXIST 参数filename所指定的文件已存在
ENAMETOOLONG 参数filename的路径名称太长
ENOENT 参数filename包含的目录不存在
ENOSPC 文件系统的剩余空间不足
ENOTDIR 参数filename路径中的目录存在但却非真正的目录
EROFS 参数filename指定的文件存在于只读文件系统内


函数调用实例:

    /* 创建有名管道,并设置相应的权限 */
    mkfifo("myfifo",0666) //可读可写
    
    /* 以读写方式打开有名管道,并设置非阻塞标志 */
    fd = open("myfifo",O_RDWR|O_NONBLOCK);

以下是一个简单的FIFO管道程序,此程序有很多缺陷,最大的缺陷是,fifo_write.c 只能发送一个词(也就是发送的字符串中不能有空格!)

fifo_write.c

#include  //write,read,close,access
#include   //printf,sscanf,
#include  //memset,
#include  // PIPE_BUF
#include   //open,O_RDONLY....;
#include  //exit,

#define MYFIFO "/tmp/myfifo"  
#define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    int nwrite;
    char buff[MAX_BUFFER_SIZE];
    
    if(argc <= 1)
    {
        printf("Usage: ./fifo_write string\n");
        exit(1);
    }
    
    sscanf(argv[1],"%s",buff);
    fd = open(MYFIFO,O_WRONLY);
    if(fd == -1)
    {
        printf("Open fifo file error\n");
        exit(1);
    }
    
    nwrite = write(fd,buff,MAX_BUFFER_SIZE);
    if(nwrite > 0)
    {
        printf("Write '%s' to FIFO\n", buff);
    }
    close(fd);
    exit(0);
}

fifo_read.c

#include  //mkfifo
#include   //mkfifo
#include     //PIPE_BUF
#include     //read,write,close,access
#include     //memset
#include      //printf
#include     //exit
#include      //open,open---O_RDONLY...,
#include      //errno

#define MYFIFO "/tmp/myfifo"
#define MAX_BUFFER_SIZE PIPE_BUF

int main()
{
    int fd,mm,nread;
    char buff[MAX_BUFFER_SIZE+1];
    if(access(MYFIFO,F_OK) == -1)
    {
        mm = mkfifo(MYFIFO,0666);
        if((mm < 0) && (errno != EEXIST))
        {
            printf("mkfifo error!");
            exit(1);
        }
    }

    memset(buff,'\0',sizeof(buff));
    while(1)
    {

         fd = open(MYFIFO,O_RDONLY);
         if(fd == -1)
         {
             printf("open error!");
             exit(1);
         }

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

PIPE_BUF /* 定义在limits.h中 */
sscanf与scanf类似,都是用于输入的,只是后者以键盘(stdin)为输入源,前者以固定字符串为输入源。


fifo_write.c 的优化版本见Linux C 编程----有名管道FIFO,程序更新

fifo 有名管道详细分析见Linux命名管道FIFO的读写规则 以及该博主的其他相关博客。


更多内容,详见于http://www.farsight.com.cn/news/emb201.htm



转载于:https://my.oschina.net/fengyeshangqing/blog/335785

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