pipe(2)

BEZEICHNUNG
pipe - erstellt eine Pipe

BIBLIOTHEK
Standard-C-Bibliothek (libc, -lc)

ÜBERSICHT
#include <unistd.h>

int pipe(int Pipedd[2]);

#define _GNU_SOURCE             /* siehe feature_test_macros(7) */
#include <fcntl.h>              /* Definition der O_*-Konstanten */
#include <unistd.h>

int pipe2(int Pipedd[2], int Schalter);

/* Auf Alpha-, IA-64-, MIPS-, SuperH- und SPARC/SPARC64-Systemen hat pipe()
   den folgenden Prototyp; siehe VERSIONEN */

#include <unistd.h>

struct fd_pair {
long fd[2];
};
struct fd_pair pipe(void);

BESCHREIBUNG
pipe() erzeugt eine Pipe, einen unidirektionalen Datenkanal, der für die Kommunikation zwischen Prozessen verwendet werden kann. Das Feld Pipedd wird verwendet, um zwei Dateideskriptoren für die Enden der Pipe zurückzugeben. pipefd[0] bezeichnet das Lese-Ende der Pipe; pipefd[1] das Schreib-Ende. In das Schreib-Ende der Pipe geschriebene Daten werden durch den Kernel gepuffert, bis sie aus dem Lese-Ende der Pipe gelesen werden (für weitere Details siehe pipe(7)).

Falls Schalter 0 ist, dann ist pipe2() dasselbe wie pipe(). Um ein anderes Verhalten zu bewirken, können die folgenden Werte in Schalter bitweise ODER-verknüpft werden:

O_CLOEXEC
    Setzt den Schalter »schließen bei Ausführung« (close-on-exec, FD_CLOEXEC) für die beiden neuen Dateideskriptoren. Die Beschreibung desselben Schalters in open(2) begründet, warum das nützlich sein kann.

O_DIRECT (seit Linux 3.4)
    Erstellt eine Pipe, die E/A im »Paketmodus« durchführt. Jeder write(2) in die Pipe wird als separates Paket gehandhabt und read(2)s aus der Pipe werden ein Paket auf einmal lesen. Beachten Sie die folgenden Punkte:

    •   Schreibvorgänge mit mehr als PIPE_BUF Bytes (siehe pipe(7)) werden in mehrere Pakete aufgeteilt. Die Konstante PIPE_BUF ist in <limits.h> definiert.

    •   Falls ein read(2) einen Puffer angibt, der kleiner als das nächste Paket ist, dann wird die angeforderte Anzahl an Bytes gelesen und die überzähligen Bytes im Paket werden verworfen. Es reicht aus, die Puffergröße als PIPE_BUF anzugeben, um das größtmögliche Paket zu lesen (siehe hierzu auch den vorherigen Punkt).

    •   Pakete der Länge null werden nicht unterstützt. (Ein read(2), der eine Pufferlänge der Größe null angibt, ist eine Nullaktion und liefert 0 zurück.)

    Ältere Kernel, die diesen Schalter nicht unterstützen, zeigen dies mit dem Fehler EINVAL an.

    Seit Linux 4.5 ist es möglich, die Einstellung O_DIRECT eines Pipe-Dateideskriptors mittels fcntl(2) zu ändern.

O_NONBLOCK
    Setzt den Dateistatus-Schalter O_NONBLOCK für die offene Datei-Deskription, auf die sich der neue Dateideskriptor bezieht. Die Verwendung dieses Schalters spart zusätzliche Aufrufe von fcntl(2), um das gleiche Ergebnis zu erreichen.

O_NOTIFICATION_PIPE
    Seit Linux 5.8 ist ein allgemeiner Benachrichtigungsmechanismus oberhalb von Pipes gebaut worden, bei denen der Kernel Benachrichtungsmeldungen in vom Benutzerraum geöffnete Pipes vebindet. Der Eigentümer der Pipe muss dem Kernel mitteilen, welche Ereignisquellen beobachtet werden sollen. Auch können Filter angewendet werden, um auszuwählen, welche Unterereignisse in die Pipe gelegt werden sollen.

RÜCKGABEWERT
Bei Erfolg wird Null zurückgegeben. Bei einem Fehler wird -1 zurückgegeben, errno gesetzt, um den Fehler anzuzeigen und Pipedd bleibt unverändert.

Unter Linux (und anderen Systemen) verändert pipe() beim Fehlschlag Pipedd nicht. Eine Anforderung, die dieses Verhalten standardisiert, wurde in POSIX.1-2008 TC2 hinzugefügt. Ein Linux-spezifischer Systemaufruf pipe2() ändert entsprechend auch Pipedd beim Fehlschlag nicht.

FEHLER

EFAULT
    Pipedd ist ungültig.

EINVAL
    (pipe2()) ungültiger Wert in Schalter

EMFILE
    Die Beschränkung pro Prozess der Anzahl offener Datei-Deskriptoren wurde erreicht.

ENFILE
    Die systemweite Beschränkung für die Gesamtzahl offener Dateien wurde erreicht.

ENFILE
    Die benutzerbezogene harte Grenze des Speichers, der für Pipes zugewiesen werden kann, wurde erreicht und der Aufrufende verfügt nicht über Privilegien; siehe pipe(7).

ENOPKG
    (pipe2()) O_NOTIFICATION_PIPE wurde in Schalter übergeben und die Unterstützung für Benachrichtigungen (CONFIG_WATCH_QUEUE) ist nicht im Kernel einkompiliert.

VERSIONEN
Das System-V-ABI auf einigen Architekturen erlaubt die Verwendung von mehr als einem Register zum Zurückliefern mehrerer Werte; eine Reihe von Architekturen (konkret Alpha, IA-64, MIPS, SuperH und SPARC/SPARC64) (mis-)brauchen diese Funktionalität, um den Systemaufruf pipe() auf eine funktionale Weise zu implementieren: der Aufruf akzeptiert keine Argumente und liefert im Erfolgsfall ein Paar von Dateideskriptoren als Rückgabewert zurück. Die Glibc-Wrapperfunktion pipe() geht damit transparent um. Siehe syscall(2) für Informationen im Hinblick auf die Register, die zur Speicherung des zweiten Dateideskriptors verwandt werden.

STANDARDS
POSIX.1-2024.

GESCHICHTE

pipe()
    POSIX.1-2001.

pipe2()
    POSIX.1-2024. Linux 2.6.27, Glibc 2.9.

BEISPIELE
Das folgende Programm erstellt eine Pipe und erzeugt anschließend mittels fork(2) einen Kindprozess; das Kind erbt einen kopierten Satz von Dateideskriptoren für dieselbe pipeline. Danach schließt jeder Prozess die Dateideskriptoren, die er nicht für die Pipe benötigt (siehe pipe(7)). Der Elternprozess schreibt dann die Zeichenfolge im Befehlszeilen-Argument in die Pipe. Der Kindprozess liest diese Zeichenfolge byteweise aus der Pipe und gibt sie auf der Standardausgabe aus.

  Programmquelltext
    #include <err.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <unistd.h>

    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        int    pipefd[2];
        char   buf;
        pid_t  cpid;

        if (argc != 2) {
            fprintf(stderr, "Aufruf: %s <Zeichenkette>\n", argv[0]);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        if (pipe(pipefd) == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "pipe");

        cpid = fork();
        if (cpid == -1)
            err(EXIT_FAILURE, "fork");

        if (cpid == 0) {    /* Kindprozess liest aus Pipe */
            if (close(pipefd[1]) == -1)  /* nicht verwendetes Schreib-Ende schließen */
                err(EXIT_FAILURE, "close");

            while (read(pipefd[0], &buf, 1) > 0) {
                if (write(STDOUT_FILENO, &buf, 1) != 1)
                    err(EXIT_FAILURE, "write");
            }

            if (write(STDOUT_FILENO, "\n", 1) != 1)
                err(EXIT_FAILURE, "write");
            if (close(pipefd[0]) == -1)
                err(EXIT_FAILURE, "close");
            _exit(EXIT_SUCCESS);

        } else {            /* Elternprozess schreibt argv[1] in die Pipe */
            if (close(pipefd[0]) == -1)  /* nicht verwendetes Lese-Ende schließen */
                err(EXIT_FAILURE, "close");
            if (write(pipefd[1], argv[1], strlen(argv[1])) != strlen(argv[1]))
                err(EXIT_FAILURE, "write");
            if (close(pipefd[1]) == -1)  /* der Lesende wird EOF sehen */
                err(EXIT_FAILURE, "close");
            if (wait(NULL) == -1)        /* Auf den Kindprozess warten */
                err(EXIT_FAILURE, "wait");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
    }

SIEHE AUCH
fork(2), read(2), socketpair(2), splice(2), tee(2), vmsplice(2), write(2), popen(3), pipe(7)

ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Lars J. Brandt <ljbrandt@jorma.ping.de>, Martin Eberhard Schauer <Martin.E.Schauer@gmx.de>, Mario Blättermann <mario.blaettermann@gmail.com> und Helge Kreutzmann <debian@helgefjell.de> erstellt.

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