获取 Tcl 解释器的输出

Question

我正在尝试获取 Tcl Interpreter 的输出，如回答此问题 Tcl C API: redirect stdout of embedded Tcl interp to a file without affecting the whole program 中所述。而不是将数据写入文件，我需要使用管道获取它。我将Tcl_OpenFileChannel 更改为Tcl_MakeFileChannel 并将管道的写入端传递给它。然后我用一些看跌期权打电话给Tcl_Eval。管道的读取端没有数据。

#include <sys/wait.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <tcl.h>
#include <iostream>

int main() {
    int pfd[2];
    if (pipe(pfd) == -1) { perror("pipe"); exit(EXIT_FAILURE); }
/*
        int saved_flags = fcntl(pfd[0], F_GETFL);
        fcntl(pfd[0], F_SETFL, saved_flags | O_NONBLOCK);
*/

        Tcl_Interp *interp = Tcl_CreateInterp(); 
        Tcl_Channel chan;
        int rc;
        int fd;

        /* Get the channel bound to stdout.
         * Initialize the standard channels as a byproduct
         * if this wasn't already done. */
        chan = Tcl_GetChannel(interp, "stdout", NULL);
        if (chan == NULL) {
                return TCL_ERROR;
        }

        /* Duplicate the descriptor used for stdout. */
        fd = dup(1);
        if (fd == -1) {
                perror("Failed to duplicate stdout");
                return TCL_ERROR;
        }

        /* Close stdout channel.
         * As a byproduct, this closes the FD 1, we've just cloned. */
        rc = Tcl_UnregisterChannel(interp, chan);
        if (rc != TCL_OK)
                return rc;

        /* Duplicate our saved stdout descriptor back.
         * dup() semantics are such that if it doesn't fail,
         * we get FD 1 back. */
        rc = dup(fd);
        if (rc == -1) {
                perror("Failed to reopen stdout");
                return TCL_ERROR;
        }

        /* Get rid of the cloned FD. */
        rc = close(fd);
        if (rc == -1) {
                perror("Failed to close the cloned FD");
                return TCL_ERROR;
        }

        chan = Tcl_MakeFileChannel((void*)pfd[1], TCL_WRITABLE | TCL_READABLE);
        if (chan == NULL)
                return TCL_ERROR;

        /* Since stdout channel does not exist in the interp,
         * this call will make our file channel the new stdout. */
        Tcl_RegisterChannel(interp, chan);



        rc = Tcl_Eval(interp, "puts test");
        if (rc != TCL_OK) {
                fputs("Failed to eval", stderr);
                return 2;
        }

        char buf;
        while (read(pfd[0], &buf, 1) > 0) {
            std::cout << buf;
        }

}

Answer 1

我目前没有时间修改代码（以后可能会这样做），但我认为这种方法存在缺陷，因为我发现它存在两个问题：

1. 如果stdout 连接到不是交互式控制台的东西（运行时通常使用对isatty(2) 的调用来检查），则可能（我认为会）使用完全缓冲，所以除非您在嵌入式解释器中调用 puts 输出太多字节以填满或溢出 Tcl 的通道缓冲区（8KiB，ISTR），然后是下游系统的缓冲区（见下一点），我认为这不会t 小于 4KiB（典型硬件平台上单个内存页面的大小），读取端不会出现任何内容。

   您可以通过将 Tcl 脚本更改为刷新 stdout 来测试这一点，如下所示：

   puts one
   flush stdout
   puts two
   

   您应该然后能够从管道的读取端读取第一个puts 输出的四个字节。

2. 管道是通过缓冲区连接的两个 FD（具有已定义但取决于系统的大小）。一旦写入端（您的 Tcl 解释器）填满该缓冲区，将达到“缓冲区已满”条件的写入调用将阻塞写入过程，除非从读取端读取某些内容以释放缓冲区中的空间。由于阅读器是同一个进程，这种情况极有可能陷入死锁，因为一旦 Tcl 插入程序在尝试写入 stdout 时卡住，整个进程就会卡住。

现在的问题是：这是否可行？

第一个问题可以通过在 Tcl 端关闭该通道的缓冲来部分解决。这（据说）不会影响系统为管道提供的缓冲。

第二个问题比较难，我只能想到两种可能来解决：

1. 创建一个管道然后fork(2) 一个子进程确保其标准输出流连接到管道的写入端。然后嵌入 Tcl 解释器在那个进程中，并且对其中的stdout 流不做任何事情，因为它将隐式连接到附加到管道的子进程标准输出流。然后，您从管道中读取父进程，直到写入端关闭。

   这种方法比使用线程更健壮（见下一点），但它有一个潜在的缺点：如果您需要以某种方式以某种方式影响嵌入式 Tcl 解释器，而这些方式在程序运行之前是未知的（比如，以响应用户的操作），您必须在父进程和子进程之间设置某种 IPC。

2. 使用线程并将 Tcl interp 嵌入到一个单独的线程中：然后确保从管道读取发生在 另一个（我们称之为“控制”）线程中。

   这种方法表面上看起来比分叉一个进程更简单，但是你会遇到与线程常见的正确同步相关的所有麻烦。例如，Tcl 解释器不得直接从创建 interp 的线程以外的线程访问。这不仅意味着并发访问（这本身很明显），还意味着任何访问，包括同步访问，因为可能存在TLS 问题。 （我不确定这是否属实，但我感觉这是一大堆蠕虫。）

所以，说了这么多，我想知道为什么您似乎系统地拒绝为您的 interp 实现自定义“通道驱动程序”的建议，而只是使用它来为您的 interp 中的stdout 通道提供实现？这将创建一个超级简单的单线程完全同步实现。这种方法有什么问题，真的吗？

还要注意，如果您决定使用管道，希望它可以用作一种“匿名文件”，那么这是错误的：管道假定双方并行工作。在您的代码中，您首先让 Tcl interp 编写它必须编写的所有内容，然后尝试读取它。正如我所描述的，这是自找麻烦，但如果这是为了不弄乱文件而发明的，那么你只是做错了，在 POSIX 系统上，操作过程可能是：

1. 使用mkstemp() 创建并打开一个临时文件。

2. 立即使用返回的名称mkstemp() 代替您传递的模板将其删除。

   由于该文件仍有一个打开的 FD（由mkstemp() 返回），它将从文件系统中消失但不会取消链接，并且可能会被写入和读取。

3. 将此 FD 设为 interp 的 stdout。让 interp 写下它必须写的一切。
4. interp 完成后，seek() FD 回到文件开头并从中读取。
5. 完成后关闭 FD — 它在底层文件系统上占用的空间将被回收。