ОСиС_2008

но символ intr соответствует нажатию клавиши <Delete> или

<Ctrl>&<C>;

quit — приводит к посылке всем процессам оперативной группы сеанса, управляемого данным терминалом, сигнала SIGQUIT. Обычно символ quit соответствует нажатию клавиш

<Ctrl>&<\>;

susp — символ терминального останова. Ввод данного символа пользователем приводит к посылке всем процессам оперативной группы сеанса, управляемого данным терминалом, сигнала SIGTSTP. Стандартная реакция процесса на этот сигнал — переход процесса в состояние «Останов», в которое процесс может попасть из состояний «Задача», «Готов» и «Сон». («Останов» — дополнительное состояние процесса, существующее не во всех версиях UNIX.) Кроме того, оперативная группа процессов переводится в фоновый режим. Обычно символ susp соответствует нажатию клавиш <Ctrl>&<Z>.

С помощью утилиты stty пользователь может заменять клавиши (и соответствующие им коды), используемые для реализации управляющих символов: erase, kill, eof, intr, quit, susp. Пример:

$ stty erase “^f”

Здесь в качестве символа erase задается комбинация клавиш <Ctrl>&<f>. Обратите внимание, что и в других случаях часто вместо нажатия<Ctrl>&<f> можно набрать строку "^f”.

З а м е н и т е с помощью утилиты stty некоторые символы редактирования и выдачи сигналов. Проверьте результат такой замены.

9.8.3. Управляющая структура termios

Утилита stty, изменяющая кодировку управляющих символов, вносит изменения в управляющую структуру (дескриптор) дисциплины линии — termios. Аналогичные изменения можно выполнять и из программы процесса.

Для запоминания текущего состояния termios и для записи ее нового содержимого могут использоваться системные вызовы tcgetattr и tcsetattr:

#include <termios.h>

int tcgetattr(int ttyfd, struct termios *tsaved);

int tcsetattr(int ttyfd, int actions, const struct termios *tnev);

Первый вызов сохраняет текущее состояние терминала, которому соответствует номер файла ttyfd, в структуре tsaved. Второй вызов установит новое состояние терминала, заданное структурой tnev. При этом второй параметр этого вызова actions уточняет момент изменения атрибутов терминала. В файле <termios.h> определены возможные варианты этого параметра:

1)TCSANOW — немедленное изменение атрибутов терминала;

2)TCSADRAIN — изменение атрибутов сразу же после опустошения очереди вывода;

3)TCSAFLUSH — изменение атрибутов после опустошения очередей вывода и ввода.

Структура termios определена в файле <termios.h> и содержит:

c_iflag — поле, которое служит для общего управления вводом с терминала. Каждый бит этого поля представляет собой флаг, задающий какую-то особенность этого ввода.

Три флаговые константы управляют обработкой входного символа cr (возврат каретки):

INLCR — преобразовать символ lf (перевод строки) в cr; IGNCR — игнорировать cr;

ICRNL — преобразовать символ cr в символ lf.

Заметим, что сама UNIX ожидает в качестве последнего символа строки символ lf. Поэтому обычно используется константа

ICRNL.

Следуюшие три константы позволяют «тормозить» символьный обмен с терминалом в том случае, если пользователь (при выводе) или программный процесс (при вводе) не успевает обработать поступающую информацию:

IXON — разрешить старт-стопное управление выводом. То есть для временной приостановки вывода на терминал пользователь должен ввести символ stop (комбинация клавиш <Ctrl>&<S>). Для продолжения вывода вводится символ start — комбинация клавиш <Ctrl>&<Q>;

IXANY — продолжать вывод при нажатии любого символа. Эта константа дополняет предыдущую, позволяя использовать для продолжения вывода вместо символа start любой символ;

IXOFF — разрешить старт-стопное управление вводом. Если установлен соответствующий флаг, система сама посылает терминалу символ stop в том случае, если заполнен буфер ввода. Когда в этом буфере появится место, терминалу будет передан символ start.

Каждая из перечисленных флаговых констант имеет такую же длину, как и поле c_iflag. Причем только один бит (флаг) установлен в 1. Все остальные биты флаговой константы сброшены в 0. Поэтому для установки какого-либо флага в поле c_iflag достаточно выполнить побитовое логическое сложение этого поля с соответствующей флаговой константой. Например, пусть tdes — структура типа termios. Тогда для игнорирования символа cr достаточно записать оператор:

tdes.c_iflag |= IGNCR

Для сброса требуемого флага в поле c_iflag достаточно выполнить побитовое логическое умножение этого поля с инверсией соответствующей флаговой константой. Например, для отмены игнорирования символа cr достаточно записать оператор:

tdes.c_iflag &= ~IGNCR

c_oflag — поле, которое служит для общего управления выводом на терминал. Каждый бит этого поля представляет собой флаг, задающий какую-то особенность этого вывода. Некоторые из флаговых констант:

OPOST — содержит наиболее важный флаг в этом поле. Если он сброшен, то выводимые символы передаются без изменений. Иначе символы подвергаются преобразованию, заданному остальными флагами этого поля;

ONLCR — преобразовать символ перевода строки lf в символ возврата каретки cr и символ lf;

OCRNL – преобразовать символ cr в символ lf.

c_cflag — поле, содержащее параметры, управляющие портом терминала: скорость ввода-вывода, контроль четности и т.д. Обычно эти параметры задаются самой UNIX.

c_lflag — поле, задающее режим дисциплины линии. Оно содержит флаги, задаваемые следующими константами:

ICANON — канонический построчный ввод. Если флаг сброшен, то неканонический ввод;

ISIG —– разрешить обработку символов прерываний (intr и quit). Если флаг сброшен, то при получении этих символов сигналы

процессам не посылаются, а сами символы intr и quit передаются в программу без изменений;

IEXTEN — разрешить дополнительную, зависящую от реализации обработку вводимых символов;

ECHO — разрешить отображение вводимых символов на экране;

ECHOE — отображать символ удаления erase как «erase– пробел–erase». В результате курсор сначала переместится на одну позицию влево, во-вторых, стоящий в этой позиции символ будет затерт пробелом (при этом курсор вернется на соседнюю позицию вправо), а в-третьих, курсор опять переместится на соседнюю позицию слева, указывая таким образом на первую свободную позицию;

TOSTOP — посылать сигнал SIGTTOU при попытке вывода фонового процесса.

c_cc — массив, содержащий специальные символы редактирования и выдачи сигналов, рассмотренные ранее. Каждый символ занимает в массиве c_cc позицию, задаваемую соответствующей константой из файла <termios.h>:

VERASE — символ стирания erase; VKILL — символ удаления строки kill;

VSTOP — символ остановки передачи данных stop; VSTART — символ продолжения передачи данных start; VEOF — символ конца файла eof ;

VINTR — символ прерывания intr; VQUIT — символ завершения quit;

VSUSP — символ временной приостановки выполнения susp.

Пример

Следующий фрагмент программы изменяет значение символа quit для терминала, выполняющего стандартный ввод (номер фай-

ла — 0):

struct termios tdes;

/* Получение настроек терминала */

/* Изменение настроек терминала */ tcsetattr(0, TCSAFLUSH, &tdes);

9.8.4. Задание

Требуется разработать программу, которая выполняет следующие действия:

1)задает старт-стопное управление выводом на экран. Причем для продолжения вывода может использоваться любой символ;

2)задает новые значения (по вашему выбору) символов стирания erase, удаления строки kill, прерывания intr, временной приостановки выполнения susp.

Проверить произведенные установки: а) с помощью утилиты cat выполнить вывод на экран достаточно большого текстового файла; б) выполнить редактирование строки символов, используя символы erase и kill; в) из командной строки запустить один оперативный и один фоновый процесс, выполняющие бесконечные циклы, а затем проверить на них действие сигналов intr и susp.

Примечание. После выполнения перечисленных действий требуется восстановить прежнее состояние терминала, так как иначе другие процессы «не поймут» новые настройки терминала.

9.9.Лабораторная работа № 9. Датаграммные локальные каналы

Целью выполнения настоящей лабораторной работы является получение навыков создания и использования локальных датаграммных информационных каналов между процессами при использовании метода сокетов.

9.9.1. Подготовка к выполнению работы

В начале выполнения данной работы следует ознакомиться со следующими вопросами из теоретической части пособия:

1)понятие информационного канала и его характеристики

(п. 2.5.1);

2)сокеты (п. 4.6.3) — понятие сокета; имена сокетов; системные вызовы для реализации датаграммного канала;

3)понятие протокола (подразд. 3.4).

9.9.2. Порядок выдачи системных вызовов

В качестве простейшего примера создания и использования локального датаграммного канала рассмотрим получение двумя процессами «эха» символьной строки. В этом примере процесс-

клиент посылает другому процессу-серверу любую символьную строку. Далее сервер посылает эту строку обратно клиенту. Получив символьную строку, процесс-клиент выводит ее на экран, сопроводив этот вывод пояснительной надписью. На рис. 69 приведен возможный порядок выдачи системных вызовов во времени.

close

(ЗАКРЫТЬ СОКЕТ)

Рис. 69. Пример создания и использования датаграммного канала

9.9.3. Создание сокета

Создание сокета выполняет процесс-«владелец», используя системный вызов socket. Его определение:

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

Все три параметра этого системного вызова определяют характеристики будущего информационного канала, при образовании которого будет использоваться создаваемый сокет:

domain — определяет область применения создаваемого канала: AF_UNIX — процессы, соединяемые каналом, выполняются на одной ЭВМ; AF_INET — соединяемые процессы выполняются на удаленных ЭВМ, подключенных к сети Internet;

type — определяет устойчивость создаваемого канала: SOCK_ STREAM — виртуальное соединение; SOCK_DGRAM — передача датаграмм;

protocol — тип протокола, которому должны следовать подпрограммы ядра, обслуживающие сокеты, расположенные по обоим концам информационного канала. Обычно в качестве данного параметра задают 0, что эквивалентно выбору протокола самим ядром.

Если системный вызов socket завершился с ошибкой, то он возвращает значение (–1). Иначе в результате своего выполнения socket возвращает номер нового сокета, который может использоваться далее процессом-«владельцем» во всех операциях с данным сокетом (и с соответствующим информационным каналом).

Пример создания сокета:

9.9.4. Связывание сокета со своим адресом

Только что созданный сокет еще не имеет адреса (внешнего имени). Для получения такого адреса необходимо выполнить системный вызов bind:

#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, struct sockaddr *address, int add_len);

где sockfd — номер сокета, созданного с помощью вызова socket; address — адрес (указатель) структуры типа sockaddr; add_len — длина структуры типа sockaddr.

В случае успешного завершения вызова bind он возвращает значение 0, иначе (–1).

Структура sockaddr — структура обобщенного адреса сокета, которая определяется в файле <sys/socket.h>:

При выполнении программой процесса конкретного вызова bind структура sockaddr заменяется или структурой sockaddr_un, используемой при внутримашинном обмене, или структурой sockaddr_in, используемой при взаимодействии удаленных процессов. Структура sockaddr_un определяется в файле <sys/un.h>:

Применение вызова bind в программе зависит от роли, которую играет данная программа среди взаимодействующих программ. Адрес сокета, принадлежащего программе-серверу, всегда известен заранее, для того чтобы программы-клиенты могли посылать свои запросы по этому адресу. Пример выполнения вызова bind в сервере:

#define LEN sizeof(struct sockaddr_un) struct sockaddr_un server;

int sock, s_len;

. . . . . . . . . . . . /* Создание сокета с номером sock*/

/* Задание адреса своего сокета */ unlink(“/home/vlad/abc.server”); bzero(&server, LEN); server.sun_family = AF_UNIX;

strcpy(server.sun_path, “/home/vlad/abc.server”); s_len=sizeof(server.sun_family)+strlen(server.sun_path);

/* Связывание сокета сервера с его адресом */

if (bind(sock, (struct sockaddr *) &server, s_len) < 0)

{

printf(“Ошибка связывания сокета с адресом\n”); exit(1);

}

В приведенном фрагменте программы производится связывание адреса (имени-пути /home/vlad/abc.server) сокета с номером этого сокета sock. Возможно, ранее это имя-путь уже использовалось для создания файла или сокета. Поэтому в начале данного фрагмента производится уничтожение файла (сокета), созданного

прежде. Далее структура server адреса сокета сначала обнуляется, а затем заполняется. После этого определяется длина этой структуры s_len и выполняется вызов bind.

В отличие от сервера, имя-путь сокета клиента может быть заранее не известно и может быть выбрано клиентом в известной степени произвольно. Единственное требование — в пределах системы имя-путь сокета должно быть уникальным. Для получения уникального внешнего имени сокета удобно использовать библиотечную функцию mktemp, которая, получая на входе шаблон имени-пути файла, получает уникальное имя-путь на основе номера текущего процесса. Например, для шаблона /tmp/clnt.XXX производится замена трех символов «X». Соответствующий фрагмент программы-клиента:

#define LEN sizeof(struct sockaddr_un) struct sockaddr_un client;

int sock, c_len;

. . . . . . . . . . . .

/* Создание сокета с номером sock*/ /* Задание адреса своего сокета */ bzero(&client, LEN);

client.sun_family = AF_UNIX; strcpy(client.sun_path, “/tmp/clnt.XXX”); mktemp(client.sun_path);

c_len= sizeof(client.sun_family) + strlen(client.sun_path); /* Связывание сокета клиента со своим адресом */ if (bind(sock, (struct sockaddr *) &client, c_len) < 0)

{

printf(“Ошибка связывания сокета с адресом\n”); exit(1);

}

9.9.5. Прием и передача датаграмм

Выполнение вызовов socket и bind каждым из двух взаимодействующих процессов приведет к созданию двух сокетов, каждый из которых имеет как локальное, так и внешнее имя (адрес). Этого достаточно для создания датаграммного информационного канала. Пользуясь этим каналом, процесс может отправлять свои датаграммы другому процессу, а также принимать ответные датаграммы.