Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

Существует широкое разнообразие способов открытия псевдотерминалов. Обычно это делается (по крайней мере, в Linux) способом, более или менее соответствующим стандартам, основанным на SysV, а также устаревшим способом, основанным на практике BSD. Наиболее распространенным методом среди системных программистов в Linux является набор расширений BSD, реализованных также как часть glibc. Менее распространенный метод документируется как часть стандарта 1998 года — Unix98, и документируется иначе в версии 2000 года стандарт Unix98.

Исторически существует два различных метода открытия псевдотерминалов в Unix и подобных системах. Linux изначально придерживался модели BSD, хотя она более сложная в использовании, поскольку модель SysV явно написана в рамках STREAMS, а в Linux STREAMS не реализована. Однако модель BSD требует, чтобы каждое приложение искало неиспользуемое ведущее устройство pty, зная о многих специфических именах устройств. Между 64 и 256 устройства pty обычно доступны, а с целью поиска первого открытого устройства программы проводят поиск в устройствах, начиная с наименьшего числа. Они выполняют поиск в специфической манере, которая демонстрируется в программе ptypair, включенной в данный раздел.

С моделью BSD связано несколько проблем.

• Каждое приложение должно знать весь набор доступных имен. При расширении набора возможных псевдотерминалов каждое приложение, использующее псевдотерминал, должно быть модифицировано с явным знанием всех возможных имен устройств, что вызывает неудобства и подвержено ошибкам.

• Время, уходящее на поиск, становится ощутимым при поиске среди тысяч узлов устройств в каталоге /dev. Системное время тратится, и доступ к системе замедляется, что очень плохо масштабируется в больших системах.

• Обработка полномочий может оказаться проблематичной. Например, если программа выполняет аварийное завершение, она может оставить файлы устройств псевдотерминалов с несоответствующими полномочиями.

Поскольку модель SysV явно написана в рамках STREAMS и требует использования вызовов ioctl() для запуска подчиненных компонентов, она не является вариантом выбора Linux. Однако интерфейс Unix98 не определяет функции, присущие STREAMS, поэтому в 1998 году в Linux была добавлена поддержка псевдотерминалов стиля Unix98.

Ядро Linux может быть скомпилировано без поддержки интерфейса Unix98, и можно встретить более старые системы без псевдотерминалов стиля Unix98, поэтому мы представим код, который пытается открыть псевдотерминалы стиля Unix98, но также может вернуться к интерфейсу BSD. (Мы не документируем части модели SysV, присущие STREAMS; в [35] подробно описан интерфейс STREAMS. Вам вряд ли понадобится код, специфичный для STREAMS; спецификация Unix98 не требует его.)

16.6.2. Простые способы открытия псевдотерминалов

В библиотеке libutil glibc предлагает две функции — openpty() и forkpty(), — выполняющие почти всю работу по поддержке псевдотерминалов.

#include

int openpty(int * masterfd, int * slavefd, char * name,

 struct termios * term, struct winsize * winp);

int forkpty(int * masterfd, char * name,

 struct termios * term, struct winsize * winp);

Функция openpty() открывает ведущие и подчиненные псевдотерминалы, необязательно используя структуры struct termios и struct winsize, передаваемые как опции настройки псевдотерминала, возвращая 0 в случае успеха и -1 в случае ошибки. Файловые дескрипторы ведущего устройства и подчиненного компонента возвращаются аргументам masterfd и slavefd соответственно. Аргументы term и winp могут быть NULL, в случае чего они игнорируются, и настройка не выполняется.

Функция forkpty() работает так же, как и openpty(), но вместо возврата файлового дескриптора подчиненного компонента она разветвляет псевдотерминал как управляющий терминал stdin, stdout и stderr для дочернего процесса, а затем, подобно fork(), возвращает идентификатор дочернего процесса родительскому и 0 дочернему либо -1 при возникновении ошибки.

Даже с этими удобными интерфейсами связана значительная проблема: аргумент name был изначально предназначен для возврата имени устройства псевдотерминала вызывающему коду, но его использование небезопасно, поскольку openpty() и forkpty() не знают размера буфера. Всегда передавайте NULL в аргументе name. Используйте функцию ttyname(), описанную в начале этой главы, чтобы получить путевое имя файла устройства псевдотерминала.