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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
有名管道的創建可以使用函數mkfifo()，該函數類似于文件中的open()操作，可以指定管道的路徑和打開的模式。用戶還可以在命令行使用“mknod 管道名 p”來創建有名管道。
在創建管道成功后，就可以使用open()、read()和write()這些函數了。與普通文件的開發設置一樣，對于為讀而打開的管道可在open()中設置O_RDONLY，對于為寫而打開的管道可在open()中設置O_WRONLY，在這里與普通文件不同的是阻塞問題。由于普通文件在讀寫時不會出現阻塞問題，而在管道的讀寫中卻有阻塞的可能，這里的非阻塞標志可以在open()函數中設定為O_NONBLOCK。下面分別對阻塞打開和非阻塞打開的讀寫進行討論。
對于讀進程：
● 若該管道是阻塞打開，且當前FIFO內沒有數據，則對讀進程而言將一直阻塞到有數據寫入。
● 若該管道是非阻塞打開，則不論FIFO內是否有數據，讀進程都會立即執行讀操作。即如果FIFO內沒有數據，則讀函數將立刻返回0。
對于寫進程：
● 若該管道是阻塞打開，則寫操作將一直阻塞到數據可以被寫入。
● 若該管道是非阻塞打開而不能寫入全部數據，則讀操作進行部分寫入或者調用失敗。
表1列出了mkfifo()函數的語法要點。
表1 mkfifo()函數語法要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h>
#include <sys/state.h>
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| 函數原型 |
int mkfifo(const char *filename,mode_t mode) |
| 函數傳入值 |
filename：要創建的管道 |
| mode |
O_RDONLY：讀管道 |
| O_WRONLY：寫管道 |
| O_RDWR：讀寫管道 |
| O_NONBLOCK：非阻塞 |
| O_CREAT：如果該文件不存在，那么就創建一個新的文件，并用第3個參數為其設置權限 |
| O_EXCL：如果使用O_CREAT時文件存在，那么可返回錯誤消息。這個參數可測試文件是否存在 |
| 函數返回值 |
成功：0 |
| 出錯：-1 |
表2再對FIFO相關的出錯信息進行歸納，以方便用戶查錯。
表2 FIFO相關的出錯信息
| EACCESS |
參數filename所指定的目錄路徑無可執行的權限 |
| EEXIST |
參數filename所指定的文件已存在 |
| ENAMETOOLONG |
參數filename的路徑名稱太長 |
| ENOENT |
參數filename包含的目錄不存在 |
| ENOSPC |
文件系統的剩余空間不足 |
| ENOTDIR |
參數filename路徑中的目錄存在但卻非真正的目錄 |
| EROFS |
參數filename指定的文件存在于只讀文件系統內 |
下面的實例包含兩個程序，一個用于讀管道，另一個用于寫管道。其中在讀管道的程序中創建管道，并且作為main()函數里的參數由用戶輸入要寫入的內容；讀管道的程序會讀出用戶寫入到管道的內容。這兩個程序采用的是阻塞式讀寫管道模式。
寫管道的程序如下：
/* 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);
}
讀管道程序如下：
/* 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);
}
為了能夠較好地觀察運行結果，需要把這兩個程序分別在兩個終端里運行，在這里首先啟動讀管道程序。讀管道進程在建立管道后就開始循環地從管道里讀出內容，如果沒有數據可讀，則一直阻塞到寫管道進程向管道寫入數據。在啟動了寫管道程序后，讀進程能夠從管道里讀出用戶的輸入內容，程序運行結果如下。
終端一：
$ ./fifo_read
Read 'FIFO' from FIFO
Read 'Test' from FIFO
Read 'Program' from FIFO
…
終端二：
$ ./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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