Арнольд Роббинс - Linux программирование в примерах

• Название: Linux программирование в примерах
• Автор: Арнольд Роббинс
• Издательство: Кудиц-Образ
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2005
• ISBN: 5-9579-0059-1

В книге рассмотрены вопросы, связанные с программированием под Linux: файловый ввод/вывод, метаданные файлов, основы управления памятью, процессы и сигналы, пользователи и группы, вопросы интернационализации и локализации, сортировка, поиск и многие другие. Много внимания уделено средствам отладки, доступным под GNU Linux. Все темы иллюстрируются примерами кода, взятого из V7 UNIX и GNU. Эта книга может быть полезна любому, кто интересуется программированием под Linux.

---

Стандарт С определяет две константы, которые следует использовать для полной переносимости на не-POSIX системы:

EXIT_SUCCESS

Программа завершилась без проблем. Для обозначения успеха может также использоваться ноль.

EXIT_FAILURE

В программе была какая-нибудь проблема.

На практике использование лишь этих значений довольно ограничивает. Вместо этого следует выбрать небольшой набор кодов возврата, документировать их значения и использовать. (Например, 1 для ошибок опций командной строки и аргументов, 2 для ошибок ввода/вывода, 3 для ошибок данных и т.д.) Для удобочитаемости стоит использовать константы #define или значения enum. Слишком большой список ошибок делает их использование обременительным; в большинстве случаев вызывающая программа (или пользователь) интересуется лишь нулевым или ненулевым значением.

Когда достаточно двоичного разделения успех/неудача, педантичный программист использует EXIT_SUCCESS и EXIT_FAILURE. Наш собственный стиль более естественный, используя с return и exit() явные константы 0 или 1. Это настолько обычно, что рано заучивается и быстро становится второй натурой. Однако для своих проектов вы сами должны принять решение.

ЗАМЕЧАНИЕ. Для родительского процесса доступны лишь восемь наименее значимых битов значения. Поэтому следует использовать значения в диапазоне 0–255. Как мы вскоре увидим, у чисел 126 и 127 есть традиционные значения (помимо простого «неуспешно»), которых ваши программы должны придерживаться.

Поскольку имеют значение лишь восемь наименее значимых битов, вы никогда не должны использовать отрицательные статусы завершения. Когда из небольших отрицательных чисел выделяются восемь последних битов, они превращаются в большие положительные значения! (Например. -1 становится 255, а -5 становится 251.) Мы видели книги по программированию на С, в которых это понималось неправильно — не дайте сбить себя с толку

9.1.5.2. Возвращение из main()

Программа может естественно завершиться одним из двух способов: посредством использования одной из описанных далее функций или возвратившись из main(). (Третий, более радикальный способ описан далее в разделе 12.4 «Совершение самоубийства: abort()».) В последнем случае следует использовать явное возвращаемое значение вместо выпадения в конце функции:

/* Правильно */                  /* Неправильно */

int main(int argc, char **argv)  int main(int argc, char **argv)

{                                {

 /* здесь код */                  /* здесь код */

 return 0;                        /* ?? Что возвращает main()? */

}                                }

Стандарт С 1999 г. указывает, что при выпадении в конце, поведение функции main() должно быть таким, как если бы она возвращала 0. (Это верно также для С++; однако, стандарт С 1989 г. намеренно оставляет этот случай неопределенным.) Во всех случаях плохо полагаться на это поведение; однажды вы можете программировать для системы со скудной поддержкой С времени исполнения, или для внедренной системы, или где-то еще, где это будет по-другому. (В общем, выпадение в конце любой функции, не являющейся void — плохая мысль, которая может вести лишь к ошибочному коду.)

Возвращенное из main() значение автоматически передается обратно системе, от которой родительский процесс может его впоследствии получить. Мы опишем, как это делается, в разделе 9.1.6.1 «Использование функций POSIX: wait() и waitpid()».

ЗАМЕЧАНИЕ. На системах GNU/Linux управляемая компилятором команда c99 запускает компилятор с соответствующими опциями, так что возвращаемое значение при выпадении из конца функции равно 0. Простой gcc этого не делает.

9.1.5.3. Функции завершения

Другим способом естественного завершения программы является вызов функций завершения. Стандарт С определяет следующие функции:

#include <stdlib.h> /* ISO С */

void exit(int status);

void _Exit(int status);

int atexit(void (*function)(void));

Эти функции работают следующим образом:

void exit(int status)

Эта функция завершает программу, status передается системе для использования родителем. Перед завершением программы exit() вызывает все функции, зарегистрированные с помощью atexit(), сбрасывает на диск и закрывает все открытые потоки <stdio.h> FILE* и удаляет все временные файлы, созданные tmpfile() (см. раздел 12.3.2 «Создание и открытие временных файлов»). Когда процесс завершается, ядро закрывает любые оставшиеся открытыми файлы (которые были открыты посредством open(), creat() или через наследование дескрипторов), освобождает его адресное пространство и освобождает любые другие ресурсы, которые он мог использовать. exit() никогда не возвращается.

void _Exit(int status)

Эта функция в сущности идентична функции POSIX _exit(); мы на короткое время отложим ее обсуждение,

int atexit(void (*function)(void))

function является указателем на функцию обратного вызова, которая должна вызываться при завершении программы, exit() запускает функцию обратного вызова перед закрытием файлов и завершением. Идея в том, что приложение может предоставить одну или более функций очистки, которые должны быть запущены перед окончательным завершением работы. Предоставление функции называется ее регистрацией. (Функции обратного вызова для nftw() обсуждались в разделе 8.4.3.2 «Функция обратного вызова nftw()»; здесь та же идея, хотя atexit() вызывает каждую зарегистрированную функцию лишь однажды.)

atexit() возвращает 0 при успехе или -1 при неудаче и соответствующим образом устанавливает errno.

Следующая программа не делает полезной работы, но демонстрирует, как работает atexit():

/* ch09-atexit.c --- демонстрация atexit().

   Проверка ошибок для краткости опущена. */

/*

 * Функции обратного вызова здесь просто отвечают на вызов.

 * В настоящем приложении они делали бы больше. */

void callback1(void) { printf("callback1 called\n"); }

void callback2(void) { printf("callback2 called\n"); }

void callback3(void) { printf("callback3 called\n"); }

/* main --- регистрация функций и завершение */

int main(int argc, char **argv) {

 printf("registering callback1\n"); atexit(callback1);

 printf("registering callback2\n"); atexit(callback2);

 printf("registering callback3\n"); atexit(callback3);

 printf("exiting now\n");

 exit(0);

}

Вот что происходит при запуске:

$ ch09-atexit

registering callback1 /* Запуск главной программы */

registering callback2

registering callback3

exiting now

callback3 called /* Функции обратного вызова запускаются в обратном

                    порядке */

callback2 called

callback1 called

Как показывает пример, функции, зарегистрированные с помощью atexit(), запускаются в порядке, обратном порядку их регистрации: последние первыми. (Это обозначается также LIFO — last-in-first-out — вошедший последним выходит первым).

POSIX определяет функцию _exit(). В отличие от exit(), которая вызывает функции обратного вызова и выполняет <stdio.h>-очистку, _exit() является «сразу заканчивающейся» функцией:

#include <unistd.h> /* POSIX */

void _exit(int status);

Системе передается status, как и для exit(), но процесс завершается немедленно. Ядро все еще делает обычную очистку: все открытые файлы закрываются, использованная адресным пространством память освобождается, любые другие ресурсы, использованные процессом, также освобождаются.

На практике функция _Exit() ISO С идентична _exit(). Стандарт С говорит, что от реализации функции зависит, вызывает ли _Exit() зарегистрированные atexit() функции и закрывает ли открытые файлы. Для систем GLIBC это не так, и функция ведет себя подобно _exit().

Время использовать _exit() наступает, когда exec в порожденном процессе завершается неудачей. В этом случае вам не нужно использовать обычный exit(), поскольку это сбрасывает на диск данные буферов, хранящиеся в потоках FILE*. Когда позже родительский процесс сбрасывает на диск свои копии буферов, данные буфера оказываются записанными дважды; это очевидно нехорошо.

Например, предположим, что вы хотите запустить команду оболочки и хотите сами выполнить fork и exec. Такой код выглядел бы следующим образом:

char *shellcommand = "...";