Операции open и creat возвращают целое значение, являющееся дескриптором
файла и используемое программой в последующих ссылках на файлы. После этого
программа вызывает подпрограмму copy, выполняющую в цикле операцию read (читать), по которой производится чтение в буфер порции символов из существующего файла, и операцию write (писать) для записи информации в новый файл.Операция read каждый раз возвращает количество прочитанных байтов (0 – если достигнут конец файла). Цикл завершается, если достигнут конец файла или если произошла ошибка при выполнении операции read (отсутствует контроль возникновения ошибок при выполнении операции write). Затем управление из подпрограммы copy возвращается в основную программу и запускается операция exit с кодом состояния 0 в качестве параметра, что указывает на успешное завершение выполнения программы.
Программа копирует любые файлы, указанные при ее вызове в качестве аргумен-тов, при условии, что разрешено открытие существующего файла и создание нового файла. Файл может включать в себя как текст, который может быть выведен на печатающее устройство, например, исходный текст программы, так и символы, не выводимые на печать, даже саму программу. Таким образом, оба вызова:
copy copy.c newcopy.c
copy copy newcopy
являются допустимыми. Существующий файл также может быть каталогом. Например, по вызову:
copy . dircontents
копируется содержимое текущего каталога, обозначенного символом ".", в обычный файл "dircontents"; информация в новом файле совпадает, вплоть до каждого байта, с содержимым каталога, только этот файл обычного типа (для создания нового каталога предназначена операция mknod). Наконец, любой из файлов
может быть файлом устройства. Например, программа, вызванная следующим образом:
#include <FCNTL.H>
char buffer[2048];
int version = 1;
main(argc,argv)
int argc;
char *argv[];
{
int fdold,fdnew;
if (argc != 3)
{
printf("need 2 arguments for copy program\n);
exit(1);
}
fdold = open(argv[1],O_RDONLY); /* открыть исходный файл только для чтения */
if (fdold == -1)
{
printf("cannot open file %s\n",argv[1]);
exit(1);
}
fdnew = creat(argv[2],0666); /* создать новый файл с разрешением чтения и записи для всех
пользователей */
if (fdnew == -1)
{
printf("cannot create file %s\n",argv[2]);
exit(1);
}
copy(fdold,fdnew);
exit(0);
}
copy(old,new)
int old,new;
{
int count;
while ((count = read(old,buffer,sizeof(buffer))) > 0)
write(new,buffer,count);
}
Рисунок 1.3. Программакопированияфайла
copy /dev/tty terminalread
читает символы, вводимые с терминала (файл /dev/tty соответствует терминалу
пользователя), и копирует их в файл terminalread, завершая работу только в
том случае, если пользователь нажмет<CTRL d>. Похожая форма запуска программы:
copy /dev/tty /dev/tty
вызывает чтение символов с терминала и их копирование обратно на терминал.
3.2 Среда выполнения процессов
Программой называется исполняемый файл, а процессом называется последовательность операций программы или часть программы при ее выполнении. В системе UNIX может одновременно выполняться множество процессов (эту особенность иногда называют мультипрограммированием или многозадачным режимом),
при чем их число логически не ограничивается, и множество частей программы
(такой как copy) может одновременно находиться в системе. Различные системные операции позволяют процессам порождать новые процессы, завершают процессы, синхронизируют выполнение этапов процесса и управляют реакцией на наступле-ние различных событий. Благодаря различным обращениям к операционной
системе, процессы выполняются независимо друг от друга.
Например, процесс, выполняющийся в программе, приведенной на Рисунке
1.4, запускает операцию fork, чтобы породить новый процесс. Новый процесс,
именуемый порожденным процессом, получает значение кода завершения операции
fork, равное 0, и активизирует операцию execl, которая выполняет программу
copy (Рисунок 1.3). Операция execl загружает файл "copy", который предполо-жительно находится в текущем каталоге, в адресное пространство порожденного
процесса и запускает программу с параметрами, полученными от пользователя. В
случае успешного выполнения операции execl управление в вызвавший ее процесс
не возвращается, поскольку процесс выполняется в новом адресном пространстве. Тем временем, процесс, запустивший операцию fork (родительский процесс), получает ненулевое значение кода завершения операции, вызывает операцию wait, которая приостанавливает его выполнение до тех пор, пока не закончится выполнение программы copy, и завершается (каждая программа имеет выход в конце главной процедуры, после которой располагаются программы стандартных библиотек Си, подключаемые в процессе компиляции). Например, если исполняемая программа называется run, пользователь запускает ее следующим образом:
main(argc,argv)
int argc;
char *argv[];
{
/* предусмотрено 2 аргумента: исходный файл и новый файл */
if (fork() == 0)
execl("copy","copy",argv[1],argv[2],0);
wait((int *)0)
printf("copy done\n");
}
Рисунок 1.4. Программа порождения нового процесса, выполняющего копирование файлов
run oldfile newfile
Процесс выполняет копирование файла с именем "oldfile" в файл с именем
"newfile" и выводит сообщение. Хотя данная программа мало что добавила к
программе "copy", в ней появились четыре основных обращения к операционной
системе, управляющие выполнением процессов: fork, exec, wait и exit.
Вообще использование обращений к операционной системе дает возможность
пользователю создавать программы, выполняющие сложные действия, и как следствие, ядро операционной системы UNIX не включает в себя многие функции, являющиеся частью "ядра" в других системах. Такие функции, и среди них компиляторы и редакторы, в системе UNIX являются программами пользовательского
уровня. Наиболее характерным примером подобной программы может служить командный процессор shell, с которым обычно взаимодействуют пользователи после
входа в систему. Shell интерпретирует первое слово командной строки как имя
команды: во многих командах, в том числе и в командах fork (породить новый
процесс) и exec (выполнить порожденный процесс), сама команда ассоциируется
с ее именем, все остальные слова в командной строке трактуются как параметры
команды.
Shell обрабатывает команды трех типов. Во-первых, в качестве имени команды может быть указано имя исполняемого файла в объектном коде, полученного в результате компиляции исходного текста программы (например, программы
на языке Си). Во-вторых, именем команды может быть имя командного файла, содержащего набор командных строк, обрабатываемых shell'ом. Наконец, команда
может быть внутренней командой языка shell (в отличие от исполняемого файла). Наличие внутренних команд делает shell языком программирования в дополнение к функциям командного процессора; командный язык shell включает команды организации циклов (for-in-do-done и while-do-done), команды выполнения по условиям (if-then-else-fi), оператор выбора, команду изменения текущего для процесса каталога (cd) и некоторые другие. Синтаксис shell'а допускает сравнение с образцом и обработку параметров. Пользователям, запускающим команды, нет необходимости знать, какого типа эти команды.
Командный процессор shell ищет имена команд в указанном наборе каталогов, который можно изменить по желанию пользователя, вызвав shell. Shell
обычно исполняет команду синхронно, с ожиданием завершения выполнения команды прежде, чем считать следующую командную строку. Тем не менее, допускается
и асинхронное исполнение, когда очередная командная строка считывается и исполняется, не дожидаясь завершения выполнения предыдущей команды. О командах, выполняемых асинхронно, говорят, что они выполняются на фоне других команд. Например, ввод команды
who
вызывает выполнение системой программы, хранящейся в файле /bin/who (****) и осуществляющей вывод списка пользователей, которые в настоящий момент работают с системой. Пока команда who выполняется, командный процессор shell ожидает завершения ее выполнения и только затем запрашивает у пользователя следующую команду. Если же ввести команду
who &
система выполнит программу who на фоне и shell готов немедленно принять следующую команду.
В среду выполнения каждого процесса в системе UNIX включается текущий
каталог. Текущий для процесса каталог является начальным каталогом, имя которого присоединяется ко всем именам путей поиска, которые не начинаются с
наклонной черты. Пользователь может запустить внутреннюю команду shell'а cd
(изменить каталог) для перемещения по дереву файловой системы и для смены
текущего каталога. Командная строка
cd /usr/src/uts
делает текущим каталог "/usr/src/uts". Командная строка
cd ../..
делает текущим каталог, который на две вершины "ближе" к корню (корневому
каталогу): параметр ".." относится к каталогу, являющемуся родительским для
текущего.
Поскольку shell является пользовательской программой и не входит в состав ядра операционной системы, его легко модифицировать и помещать в конкретные условия эксплуатации. Например, вместо командного процессора Баурна