Лекция 28

 

Обработка системных ошибок

 

В стандартной библиотеке stdlib.h объявлена переменная errno типа int, которая содержит код системной ошибки, значение переменной устанавливается ОС после выполнения каждой системной операции. В стандартной библиотеке errno.h объявлены макросы, идентифицирующие коды ошибок, переменная errno принимает значения этих макросов. Ниже в таблице приведены значения макросов, идентифицирующих коды ошибок при работе с файлами и программами.

 

Имя макроса	Значение	Примечание
EACCES		Нет прав доступа
EBADF		Неправильный дескриптор
EEXIST		Файл уже существует
EMFILE		Слишком много открытых файлов
ENOENT		Файл не найден
ENOTSAM		Неверно задано устройство
E2BIG		Слишком большой список аргументов
ENOEXEC		Ошибка формата исполнимого файла
ENOMEM		Нет свободной памяти
EINVAL		Неправильный аргумент

 

Запуск внешних программ на выполнение

В стандартной библиотеке process.h объявлены функции, позволяющие из программы запускать на выполнение другую программу.

Семейства функций exec и spawn.

int execl(char* path, char* arg0, ..., NULL);

int execle(char* path, char* arg0, ..., NULL, char** env);

int execlp(char* path, char* arg0, ... NULL);

int execlpe(char* path, char* arg0, ..., NULL, char** env);

int execv(char* path, char* argv[]);

int execve(char* path, char* argv[], char** env);

int execvp(char* path, char* argv[]);

int execvpe(char* path, char* argv[], char** env);

int spawnl(int mode, char* path, char* arg0, ..., NULL);

int spawnle(int mode, char* path, char* arg0, ..., NULL, char** env);

int spawnlp(int mode, char* path, char* arg0, ..., NULL);

int spawnlpe(int mode, char* path, char* arg0, ..., NULL, char** env);

int spawnv(int mode, char* path, char* argv[]);

int spawnve(int mode, char* path, char* argv[], char** env);

int spawnvp(int mode, char* path, char* argv[]);

int spawnvpe(int mode, char* path, char* argv[], char** env);

Функции вызывают на выполнение программу, имя которой указывается в переменной path. При этом для функций семейства exec происходит замещение в памяти вызывающей программы программой, вызываемой функцией. То есть если вызов функции прошел успешно, то вызывающая программа прекращает выполняться, и дальше выполняется вызываемая программа, которая после своего завершения передает управление ОС. Для функций семейства spawn режим работы задается параметром mode. В файле process.h объявлены макросы, задающие режимы вызова функций. Ниже в таблице перечислены имена и значения макросов и описание режимов работы функций семейства spawn.

 

Макрос	Значение	Режим работы
P_WAIT		Вызывающая программа приостанавливается и ждет, пока выполняется вызываемая программа, после завершения вызываемой программы продолжает выполняться вызывающая программа.
P_OVERLAY		Аналогично функциям семейства exec.

 

Назначение остальных параметров и особенности выполнения различных функций зависит от суффиксов, присутствующих в имени функции. Ниже в таблице дана расшифровка суффиксов функций.

 

Суффикс	Описание
l	Указатели типа char* на параметры командной строки вызываемой программы передаются раздельно
v	Указатели типа char* на параметры командной строки вызываемой программы передаются через массив указателей
e	В вызываемую программу передаются ее переменные окружения. Если суффикс e отсутствует, то вызываемая программа будет использовать переменные окружения вызывающей программы
p	Функция при поиске файла вызываемой программы будет использовать переменную окружения PATH

 

При вызове все открытые в вызывающей программе файлы остаются открытыми в вызываемой программе.

В случае успешного вызова функция семейства exec не возвращается в вызываемую программу, а функция семейства spawn возвращает статус завершения программы (для программы на языке C это значение, которое возвращает функция main(), при правильном завершении работы программы это должен быть 0). В случае неудачного вызова функции семейства exec и spawn возвращают в вызывающую функцию –1 и записывают в переменную errno код ошибки. Для функций семейства exec возможны следующие ошибки, описанные соответствующими макросами: E2BIG, EACCES, EMFILE, ENOENT, ENOEXEC, ENOMEM. Для функций семейства spawn возможны следующие ошибки: E2BIG, EINVAL, ENOENT, ENOEXEC, ENOMEM.

 

Пример 1

Файл child.cpp

#include <stdio.h>

void main (void)

{

printf("nSecond process");

}

 

Файл parent.cpp

#include <stdio.h>

#include <process.h>

#include <errno.h>

void main (void)

{

int res;

char path[]="C:\WORK\CHILD.EXE";

printf("nParent process start");

res=execl(path,path,NULL);

printf("nParent process finish %d",errno);

}

Файл child.exe должен находиться в каталоге C:WORK. При запуске программы parent.exe на экран будет выведено следующее:

Parent process start

Second process

 

Пример 2

Файл child.cpp

#include <stdio.h>

int main (void)

{

printf("nSecond process ");

return 0;

}

 

Файл parent.cpp

#include <stdio.h>

#include <process.h>

#include <errno.h>

void main (void)

{

int res;

char path[]="C:\WORK\CHILD.EXE";

printf("nParent process start");

res=spawnl(P_WAIT,path,path,NULL);

if (res==-1)

printf("error code = %d",errno);

printf("nParent process finish");

}

Файл child.exe должен находиться в каталоге C:WORK. При запуске программы parent.exe на экран будет выведено следующее:

Parent process start

Second process

Parent process finish

 

Файловая система MS-DOS

 

Файл в ОС MS-DOS – это именованный объект, в котором хранится информация. Файловая система – это совокупность файлов и управляющей информации о файлах, а также набор программных средств ОС для доступа к файлам. MS-DOS поддерживает 3 типа файлов.

1. Регулярный файл – это обычный файл на диске. Физически он состоит из совокупности блоков фиксированной длины (секторов).

2. Специальный символьный файл – логическое представление драйвера символьного внешнего устройства.

3. Директорий – специальный файл, хранящий информацию о регулярных файлах и вложенных директориях.

Для некоторых символьных устройств в MS-DOS используются стандартные зарезервированные имена.

 

Имя	Устройство
CON	Консоль
AUX или COM1	1-й порт последовательного адаптера
COM2	2-й порт последовательного адаптера
COM3	3-й порт последовательного адаптера
COM4	4-й порт последовательного адаптера
PRN или LPT1	1-й порт параллельного адаптера
LPT2	2-й порт параллельного адаптера
LPT3	3-й порт параллельного адаптера
NUL	Фиктивное устройство. EOF при попытке ввода с него, вывод – в никуда

 

При работе с символьными устройствами каждый драйвер организует работу с одним физическим устройством, при работе с блоковыми устройствами одно физическое устройство может быть использовано для организации нескольких логических устройств, обмен с которыми поддерживает один драйвер. Для доступа к подобным устройствам используются буквы латиницы (A,B – для доступа в приводам гибких дисков, C и далее – для доступа к жестким дискам).

 

Логическая структура файла представляет собой конечную последовательность байтов. Если к файлу организуется доступ, то с этой последовательностью связывается указатель чтения-записи – это указатель на позицию в файле (потоке), куда будет произведено следующее обращение (чтение или запись) за данными. Данный указатель смещается автоматически при операциях чтения-записи, но может быть и установлен явно. Если указатель достиг конца файла, то ОС фиксирует эту ситуацию и запрещает дальнейшее перемещение указателя, генерируя код ошибки EOF при каждой новой попытке доступа. Смещение за конец файла возможно лишь при некоторых режимах записи в файл.

Возможно произвольное перемещение указателя чтения-записи в любую позицию в файле.

Доступ к файлу становится возможным только после его открытия, то есть проведения ОС определённых действий, приводящих к закреплению за этим файлом буферной области в ОЗУ и созданию специальной управляющей информации о нём. Эта информация записывается в структурную переменную, которая помещается в массив описаний открытых файлов, хранимый ОС. Обмен с файлом организуется с использованием ссылок (префиксов) на соответствующую структурную переменную. При открытии файла за ним закрепляется префикс (иногда называемый дескриптором). Физически префикс файла представляет собой смещение элемента типа char в таблице открытых файлов. Каждый элемент этой таблицы – это ссылка на соответствующую этому файлу структурную переменную из массива открытых файлов, то есть смещение этой структурной переменной относительно начала массива. Схематически это представлено на рисунке 1.

 

Рис. 1

 

Допустимы следующие операции.

1. Неоднократное открытие файла, каждый раз для него будет создаваться новый префикс и создаваться дубль описания.

2. Дублирование префиксов и описания.

3. Передача существующим префиксам описаний других файлов.

При окончании работы с файлом производится его закрытие, разрушается служебная информация о нём, ОС записывает при необходимости содержимое буферной области в файл и освобождает буферную область, обновляя информацию в директории, в который входит этот файл.

Стандартные символьные устройства автоматически открываются ОС при запуске любой программы и закрываются при её завершении, поэтому их не надо открывать программными средствами.