WinCE more implemented functions
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlipc.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlipc - Perl interprocess communication (signals, fifos, pipes, safe subprocesses, sockets, and semaphores)
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 The basic IPC facilities of Perl are built out of the good old Unix
8 signals, named pipes, pipe opens, the Berkeley socket routines, and SysV
9 IPC calls.  Each is used in slightly different situations.
10
11 =head1 Signals
12
13 Perl uses a simple signal handling model: the %SIG hash contains names
14 or references of user-installed signal handlers.  These handlers will
15 be called with an argument which is the name of the signal that
16 triggered it.  A signal may be generated intentionally from a
17 particular keyboard sequence like control-C or control-Z, sent to you
18 from another process, or triggered automatically by the kernel when
19 special events transpire, like a child process exiting, your process
20 running out of stack space, or hitting file size limit.
21
22 For example, to trap an interrupt signal, set up a handler like this:
23
24     sub catch_zap {
25         my $signame = shift;
26         $shucks++;
27         die "Somebody sent me a SIG$signame";
28     }
29     $SIG{INT} = 'catch_zap';  # could fail in modules
30     $SIG{INT} = \&catch_zap;  # best strategy
31
32 Prior to Perl 5.7.3 it was necessary to do as little as you possibly
33 could in your handler; notice how all we do is set a global variable
34 and then raise an exception.  That's because on most systems,
35 libraries are not re-entrant; particularly, memory allocation and I/O
36 routines are not.  That meant that doing nearly I<anything> in your
37 handler could in theory trigger a memory fault and subsequent core
38 dump - see L</Deferred Signals (Safe Signals)> below.
39
40 The names of the signals are the ones listed out by C<kill -l> on your
41 system, or you can retrieve them from the Config module.  Set up an
42 @signame list indexed by number to get the name and a %signo table
43 indexed by name to get the number:
44
45     use Config;
46     defined $Config{sig_name} || die "No sigs?";
47     foreach $name (split(' ', $Config{sig_name})) {
48         $signo{$name} = $i;
49         $signame[$i] = $name;
50         $i++;
51     }
52
53 So to check whether signal 17 and SIGALRM were the same, do just this:
54
55     print "signal #17 = $signame[17]\n";
56     if ($signo{ALRM}) {
57         print "SIGALRM is $signo{ALRM}\n";
58     }
59
60 You may also choose to assign the strings C<'IGNORE'> or C<'DEFAULT'> as
61 the handler, in which case Perl will try to discard the signal or do the
62 default thing.
63
64 On most Unix platforms, the C<CHLD> (sometimes also known as C<CLD>) signal
65 has special behavior with respect to a value of C<'IGNORE'>.
66 Setting C<$SIG{CHLD}> to C<'IGNORE'> on such a platform has the effect of
67 not creating zombie processes when the parent process fails to C<wait()>
68 on its child processes (i.e. child processes are automatically reaped).
69 Calling C<wait()> with C<$SIG{CHLD}> set to C<'IGNORE'> usually returns
70 C<-1> on such platforms.
71
72 Some signals can be neither trapped nor ignored, such as
73 the KILL and STOP (but not the TSTP) signals.  One strategy for
74 temporarily ignoring signals is to use a local() statement, which will be
75 automatically restored once your block is exited.  (Remember that local()
76 values are "inherited" by functions called from within that block.)
77
78     sub precious {
79         local $SIG{INT} = 'IGNORE';
80         &more_functions;
81     }
82     sub more_functions {
83         # interrupts still ignored, for now...
84     }
85
86 Sending a signal to a negative process ID means that you send the signal
87 to the entire Unix process-group.  This code sends a hang-up signal to all
88 processes in the current process group (and sets $SIG{HUP} to IGNORE so
89 it doesn't kill itself):
90
91     {
92         local $SIG{HUP} = 'IGNORE';
93         kill HUP => -$$;
94         # snazzy writing of: kill('HUP', -$$)
95     }
96
97 Another interesting signal to send is signal number zero.  This doesn't
98 actually affect another process, but instead checks whether it's alive
99 or has changed its UID.
100
101     unless (kill 0 => $kid_pid) {
102         warn "something wicked happened to $kid_pid";
103     }
104
105 You might also want to employ anonymous functions for simple signal
106 handlers:
107
108     $SIG{INT} = sub { die "\nOutta here!\n" };
109
110 But that will be problematic for the more complicated handlers that need
111 to reinstall themselves.  Because Perl's signal mechanism is currently
112 based on the signal(3) function from the C library, you may sometimes be so
113 misfortunate as to run on systems where that function is "broken", that
114 is, it behaves in the old unreliable SysV way rather than the newer, more
115 reasonable BSD and POSIX fashion.  So you'll see defensive people writing
116 signal handlers like this:
117
118     sub REAPER {
119         $waitedpid = wait;
120         # loathe sysV: it makes us not only reinstate
121         # the handler, but place it after the wait
122         $SIG{CHLD} = \&REAPER;
123     }
124     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
125     # now do something that forks...
126
127 or better still:
128
129     use POSIX ":sys_wait_h";
130     sub REAPER {
131         my $child;
132         # If a second child dies while in the signal handler caused by the
133         # first death, we won't get another signal. So must loop here else
134         # we will leave the unreaped child as a zombie. And the next time
135         # two children die we get another zombie. And so on.
136         while (($child = waitpid(-1,WNOHANG)) > 0) {
137             $Kid_Status{$child} = $?;
138         }
139         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # still loathe sysV
140     }
141     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
142     # do something that forks...
143
144 Signal handling is also used for timeouts in Unix,   While safely
145 protected within an C<eval{}> block, you set a signal handler to trap
146 alarm signals and then schedule to have one delivered to you in some
147 number of seconds.  Then try your blocking operation, clearing the alarm
148 when it's done but not before you've exited your C<eval{}> block.  If it
149 goes off, you'll use die() to jump out of the block, much as you might
150 using longjmp() or throw() in other languages.
151
152 Here's an example:
153
154     eval {
155         local $SIG{ALRM} = sub { die "alarm clock restart" };
156         alarm 10;
157         flock(FH, 2);   # blocking write lock
158         alarm 0;
159     };
160     if ($@ and $@ !~ /alarm clock restart/) { die }
161
162 If the operation being timed out is system() or qx(), this technique
163 is liable to generate zombies.    If this matters to you, you'll
164 need to do your own fork() and exec(), and kill the errant child process.
165
166 For more complex signal handling, you might see the standard POSIX
167 module.  Lamentably, this is almost entirely undocumented, but
168 the F<t/lib/posix.t> file from the Perl source distribution has some
169 examples in it.
170
171 =head2 Handling the SIGHUP Signal in Daemons
172
173 A process that usually starts when the system boots and shuts down
174 when the system is shut down is called a daemon (Disk And Execution
175 MONitor). If a daemon process has a configuration file which is
176 modified after the process has been started, there should be a way to
177 tell that process to re-read its configuration file, without stopping
178 the process. Many daemons provide this mechanism using the C<SIGHUP>
179 signal handler. When you want to tell the daemon to re-read the file
180 you simply send it the C<SIGHUP> signal.
181
182 Not all platforms automatically reinstall their (native) signal
183 handlers after a signal delivery.  This means that the handler works
184 only the first time the signal is sent. The solution to this problem
185 is to use C<POSIX> signal handlers if available, their behaviour
186 is well-defined.
187
188 The following example implements a simple daemon, which restarts
189 itself every time the C<SIGHUP> signal is received. The actual code is
190 located in the subroutine C<code()>, which simply prints some debug
191 info to show that it works and should be replaced with the real code.
192
193   #!/usr/bin/perl -w
194
195   use POSIX ();
196   use FindBin ();
197   use File::Basename ();
198   use File::Spec::Functions;
199
200   $|=1;
201
202   # make the daemon cross-platform, so exec always calls the script
203   # itself with the right path, no matter how the script was invoked.
204   my $script = File::Basename::basename($0);
205   my $SELF = catfile $FindBin::Bin, $script;
206
207   # POSIX unmasks the sigprocmask properly
208   my $sigset = POSIX::SigSet->new();
209   my $action = POSIX::SigAction->new('sigHUP_handler',
210                                      $sigset,
211                                      &POSIX::SA_NODEFER);
212   POSIX::sigaction(&POSIX::SIGHUP, $action);
213
214   sub sigHUP_handler {
215       print "got SIGHUP\n";
216       exec($SELF, @ARGV) or die "Couldn't restart: $!\n";
217   }
218
219   code();
220
221   sub code {
222       print "PID: $$\n";
223       print "ARGV: @ARGV\n";
224       my $c = 0;
225       while (++$c) {
226           sleep 2;
227           print "$c\n";
228       }
229   }
230   __END__
231
232
233 =head1 Named Pipes
234
235 A named pipe (often referred to as a FIFO) is an old Unix IPC
236 mechanism for processes communicating on the same machine.  It works
237 just like a regular, connected anonymous pipes, except that the
238 processes rendezvous using a filename and don't have to be related.
239
240 To create a named pipe, use the Unix command mknod(1) or on some
241 systems, mkfifo(1).  These may not be in your normal path.
242
243     # system return val is backwards, so && not ||
244     #
245     $ENV{PATH} .= ":/etc:/usr/etc";
246     if  (      system('mknod',  $path, 'p')
247             && system('mkfifo', $path) )
248     {
249         die "mk{nod,fifo} $path failed";
250     }
251
252
253 A fifo is convenient when you want to connect a process to an unrelated
254 one.  When you open a fifo, the program will block until there's something
255 on the other end.
256
257 For example, let's say you'd like to have your F<.signature> file be a
258 named pipe that has a Perl program on the other end.  Now every time any
259 program (like a mailer, news reader, finger program, etc.) tries to read
260 from that file, the reading program will block and your program will
261 supply the new signature.  We'll use the pipe-checking file test B<-p>
262 to find out whether anyone (or anything) has accidentally removed our fifo.
263
264     chdir; # go home
265     $FIFO = '.signature';
266     $ENV{PATH} .= ":/etc:/usr/games";
267
268     while (1) {
269         unless (-p $FIFO) {
270             unlink $FIFO;
271             system('mknod', $FIFO, 'p')
272                 && die "can't mknod $FIFO: $!";
273         }
274
275         # next line blocks until there's a reader
276         open (FIFO, "> $FIFO") || die "can't write $FIFO: $!";
277         print FIFO "John Smith (smith\@host.org)\n", `fortune -s`;
278         close FIFO;
279         sleep 2;    # to avoid dup signals
280     }
281
282 =head2 Deferred Signals (Safe signals)
283
284 In Perls before Perl 5.7.3 by installing Perl code to deal with
285 signals, you were exposing yourself to danger from two things.  First,
286 few system library functions are re-entrant.  If the signal interrupts
287 while Perl is executing one function (like malloc(3) or printf(3)),
288 and your signal handler then calls the same function again, you could
289 get unpredictable behavior--often, a core dump.  Second, Perl isn't
290 itself re-entrant at the lowest levels.  If the signal interrupts Perl
291 while Perl is changing its own internal data structures, similarly
292 unpredictable behaviour may result.
293
294 There were two things you could do, knowing this: be paranoid or be
295 pragmatic.  The paranoid approach was to do as little as possible in your
296 signal handler.  Set an existing integer variable that already has a
297 value, and return.  This doesn't help you if you're in a slow system call,
298 which will just restart.  That means you have to C<die> to longjump(3) out
299 of the handler.  Even this is a little cavalier for the true paranoiac,
300 who avoids C<die> in a handler because the system I<is> out to get you.
301 The pragmatic approach was to say ``I know the risks, but prefer the
302 convenience'', and to do anything you wanted in your signal handler,
303 and be prepared to clean up core dumps now and again.
304
305 In Perl 5.7.3 and later to avoid these problems signals are
306 "deferred"-- that is when the signal is delivered to the process by
307 the system (to the C code that implements Perl) a flag is set, and the
308 handler returns immediately. Then at strategic "safe" points in the
309 Perl interpreter (e.g. when it is about to execute a new opcode) the
310 flags are checked and the Perl level handler from %SIG is
311 executed. The "deferred" scheme allows much more flexibility in the
312 coding of signal handler as we know Perl interpreter is in a safe
313 state, and that we are not in a system library function when the
314 handler is called.  However the implementation does differ from
315 previous Perls in the following ways:
316
317 =over 4
318
319 =item Long running opcodes
320
321 As Perl interpreter only looks at the signal flags when it about to
322 execute a new opcode if a signal arrives during a long running opcode
323 (e.g. a regular expression operation on a very large string) then
324 signal will not be seen until operation completes.
325
326 =item Interrupting IO
327
328 When a signal is delivered (e.g. INT control-C) the operating system
329 breaks into IO operations like C<read> (used to implement Perls
330 E<lt>E<gt> operator). On older Perls the handler was called
331 immediately (and as C<read> is not "unsafe" this worked well). With
332 the "deferred" scheme the handler is not called immediately, and if
333 Perl is using system's C<stdio> library that library may re-start the
334 C<read> without returning to Perl and giving it a chance to call the
335 %SIG handler. If this happens on your system the solution is to use
336 C<:perlio> layer to do IO - at least on those handles which you want
337 to be able to break into with signals. (The C<:perlio> layer checks
338 the signal flags and calls %SIG handlers before resuming IO operation.)
339
340 Note that the default in Perl 5.7.3 and later is to automatically use
341 the C<:perlio> layer.
342
343 Note that some networking library functions like gethostbyname() are
344 known to have their own implementations of timeouts which may conflict
345 with your timeouts.  If you are having problems with such functions,
346 you can try using the POSIX sigaction() function, which bypasses the
347 Perl safe signals (note that this means subjecting yourself to
348 possible memory corruption, as described above).  Instead of setting
349 C<$SIG{ALRM}> try something like the following:
350
351     use POSIX;
352     sigaction SIGALRM, new POSIX::SigAction sub { die "alarm\n" }
353         or die "Error setting SIGALRM handler: $!\n";
354
355 =item Restartable system calls
356
357 On systems that supported it, older versions of Perl used the
358 SA_RESTART flag when installing %SIG handlers.  This meant that
359 restartable system calls would continue rather than returning when
360 a signal arrived.  In order to deliver deferred signals promptly,
361 Perl 5.7.3 and later do I<not> use SA_RESTART.  Consequently, 
362 restartable system calls can fail (with $! set to C<EINTR>) in places
363 where they previously would have succeeded.
364
365 Note that the default C<:perlio> layer will retry C<read>, C<write>
366 and C<close> as described above and that interrupted C<wait> and 
367 C<waitpid> calls will always be retried.
368
369 =item Signals as "faults"
370
371 Certain signals e.g. SEGV, ILL, BUS are generated as a result of
372 virtual memory or other "faults". These are normally fatal and there
373 is little a Perl-level handler can do with them. (In particular the
374 old signal scheme was particularly unsafe in such cases.)  However if
375 a %SIG handler is set the new scheme simply sets a flag and returns as
376 described above. This may cause the operating system to try the
377 offending machine instruction again and - as nothing has changed - it
378 will generate the signal again. The result of this is a rather odd
379 "loop". In future Perl's signal mechanism may be changed to avoid this
380 - perhaps by simply disallowing %SIG handlers on signals of that
381 type. Until then the work-round is not to set a %SIG handler on those
382 signals. (Which signals they are is operating system dependant.)
383
384 =item Signals triggered by operating system state
385
386 On some operating systems certain signal handlers are supposed to "do
387 something" before returning. One example can be CHLD or CLD which
388 indicates a child process has completed. On some operating systems the
389 signal handler is expected to C<wait> for the completed child
390 process. On such systems the deferred signal scheme will not work for
391 those signals (it does not do the C<wait>). Again the failure will
392 look like a loop as the operating system will re-issue the signal as
393 there are un-waited-for completed child processes.
394
395 =back
396
397 If you want the old signal behaviour back regardless of possible
398 memory corruption, set the environment variable C<PERL_SIGNALS> to
399 C<"unsafe"> (a new feature since Perl 5.8.1).
400
401 =head1 Using open() for IPC
402
403 Perl's basic open() statement can also be used for unidirectional
404 interprocess communication by either appending or prepending a pipe
405 symbol to the second argument to open().  Here's how to start
406 something up in a child process you intend to write to:
407
408     open(SPOOLER, "| cat -v | lpr -h 2>/dev/null")
409                     || die "can't fork: $!";
410     local $SIG{PIPE} = sub { die "spooler pipe broke" };
411     print SPOOLER "stuff\n";
412     close SPOOLER || die "bad spool: $! $?";
413
414 And here's how to start up a child process you intend to read from:
415
416     open(STATUS, "netstat -an 2>&1 |")
417                     || die "can't fork: $!";
418     while (<STATUS>) {
419         next if /^(tcp|udp)/;
420         print;
421     }
422     close STATUS || die "bad netstat: $! $?";
423
424 If one can be sure that a particular program is a Perl script that is
425 expecting filenames in @ARGV, the clever programmer can write something
426 like this:
427
428     % program f1 "cmd1|" - f2 "cmd2|" f3 < tmpfile
429
430 and irrespective of which shell it's called from, the Perl program will
431 read from the file F<f1>, the process F<cmd1>, standard input (F<tmpfile>
432 in this case), the F<f2> file, the F<cmd2> command, and finally the F<f3>
433 file.  Pretty nifty, eh?
434
435 You might notice that you could use backticks for much the
436 same effect as opening a pipe for reading:
437
438     print grep { !/^(tcp|udp)/ } `netstat -an 2>&1`;
439     die "bad netstat" if $?;
440
441 While this is true on the surface, it's much more efficient to process the
442 file one line or record at a time because then you don't have to read the
443 whole thing into memory at once.  It also gives you finer control of the
444 whole process, letting you to kill off the child process early if you'd
445 like.
446
447 Be careful to check both the open() and the close() return values.  If
448 you're I<writing> to a pipe, you should also trap SIGPIPE.  Otherwise,
449 think of what happens when you start up a pipe to a command that doesn't
450 exist: the open() will in all likelihood succeed (it only reflects the
451 fork()'s success), but then your output will fail--spectacularly.  Perl
452 can't know whether the command worked because your command is actually
453 running in a separate process whose exec() might have failed.  Therefore,
454 while readers of bogus commands return just a quick end of file, writers
455 to bogus command will trigger a signal they'd better be prepared to
456 handle.  Consider:
457
458     open(FH, "|bogus")  or die "can't fork: $!";
459     print FH "bang\n"   or die "can't write: $!";
460     close FH            or die "can't close: $!";
461
462 That won't blow up until the close, and it will blow up with a SIGPIPE.
463 To catch it, you could use this:
464
465     $SIG{PIPE} = 'IGNORE';
466     open(FH, "|bogus")  or die "can't fork: $!";
467     print FH "bang\n"   or die "can't write: $!";
468     close FH            or die "can't close: status=$?";
469
470 =head2 Filehandles
471
472 Both the main process and any child processes it forks share the same
473 STDIN, STDOUT, and STDERR filehandles.  If both processes try to access
474 them at once, strange things can happen.  You may also want to close
475 or reopen the filehandles for the child.  You can get around this by
476 opening your pipe with open(), but on some systems this means that the
477 child process cannot outlive the parent.
478
479 =head2 Background Processes
480
481 You can run a command in the background with:
482
483     system("cmd &");
484
485 The command's STDOUT and STDERR (and possibly STDIN, depending on your
486 shell) will be the same as the parent's.  You won't need to catch
487 SIGCHLD because of the double-fork taking place (see below for more
488 details).
489
490 =head2 Complete Dissociation of Child from Parent
491
492 In some cases (starting server processes, for instance) you'll want to
493 completely dissociate the child process from the parent.  This is
494 often called daemonization.  A well behaved daemon will also chdir()
495 to the root directory (so it doesn't prevent unmounting the filesystem
496 containing the directory from which it was launched) and redirect its
497 standard file descriptors from and to F</dev/null> (so that random
498 output doesn't wind up on the user's terminal).
499
500     use POSIX 'setsid';
501
502     sub daemonize {
503         chdir '/'               or die "Can't chdir to /: $!";
504         open STDIN, '/dev/null' or die "Can't read /dev/null: $!";
505         open STDOUT, '>/dev/null'
506                                 or die "Can't write to /dev/null: $!";
507         defined(my $pid = fork) or die "Can't fork: $!";
508         exit if $pid;
509         setsid                  or die "Can't start a new session: $!";
510         open STDERR, '>&STDOUT' or die "Can't dup stdout: $!";
511     }
512
513 The fork() has to come before the setsid() to ensure that you aren't a
514 process group leader (the setsid() will fail if you are).  If your
515 system doesn't have the setsid() function, open F</dev/tty> and use the
516 C<TIOCNOTTY> ioctl() on it instead.  See L<tty(4)> for details.
517
518 Non-Unix users should check their Your_OS::Process module for other
519 solutions.
520
521 =head2 Safe Pipe Opens
522
523 Another interesting approach to IPC is making your single program go
524 multiprocess and communicate between (or even amongst) yourselves.  The
525 open() function will accept a file argument of either C<"-|"> or C<"|-">
526 to do a very interesting thing: it forks a child connected to the
527 filehandle you've opened.  The child is running the same program as the
528 parent.  This is useful for safely opening a file when running under an
529 assumed UID or GID, for example.  If you open a pipe I<to> minus, you can
530 write to the filehandle you opened and your kid will find it in his
531 STDIN.  If you open a pipe I<from> minus, you can read from the filehandle
532 you opened whatever your kid writes to his STDOUT.
533
534     use English '-no_match_vars';
535     my $sleep_count = 0;
536
537     do {
538         $pid = open(KID_TO_WRITE, "|-");
539         unless (defined $pid) {
540             warn "cannot fork: $!";
541             die "bailing out" if $sleep_count++ > 6;
542             sleep 10;
543         }
544     } until defined $pid;
545
546     if ($pid) {  # parent
547         print KID_TO_WRITE @some_data;
548         close(KID_TO_WRITE) || warn "kid exited $?";
549     } else {     # child
550         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID); # suid progs only
551         open (FILE, "> /safe/file")
552             || die "can't open /safe/file: $!";
553         while (<STDIN>) {
554             print FILE; # child's STDIN is parent's KID
555         }
556         exit;  # don't forget this
557     }
558
559 Another common use for this construct is when you need to execute
560 something without the shell's interference.  With system(), it's
561 straightforward, but you can't use a pipe open or backticks safely.
562 That's because there's no way to stop the shell from getting its hands on
563 your arguments.   Instead, use lower-level control to call exec() directly.
564
565 Here's a safe backtick or pipe open for read:
566
567     # add error processing as above
568     $pid = open(KID_TO_READ, "-|");
569
570     if ($pid) {   # parent
571         while (<KID_TO_READ>) {
572             # do something interesting
573         }
574         close(KID_TO_READ) || warn "kid exited $?";
575
576     } else {      # child
577         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID); # suid only
578         exec($program, @options, @args)
579             || die "can't exec program: $!";
580         # NOTREACHED
581     }
582
583
584 And here's a safe pipe open for writing:
585
586     # add error processing as above
587     $pid = open(KID_TO_WRITE, "|-");
588     $SIG{PIPE} = sub { die "whoops, $program pipe broke" };
589
590     if ($pid) {  # parent
591         for (@data) {
592             print KID_TO_WRITE;
593         }
594         close(KID_TO_WRITE) || warn "kid exited $?";
595
596     } else {     # child
597         ($EUID, $EGID) = ($UID, $GID);
598         exec($program, @options, @args)
599             || die "can't exec program: $!";
600         # NOTREACHED
601     }
602
603 Since Perl 5.8.0, you can also use the list form of C<open> for pipes :
604 the syntax
605
606     open KID_PS, "-|", "ps", "aux" or die $!;
607
608 forks the ps(1) command (without spawning a shell, as there are more than
609 three arguments to open()), and reads its standard output via the
610 C<KID_PS> filehandle.  The corresponding syntax to read from command
611 pipes (with C<"|-"> in place of C<"-|">) is also implemented.
612
613 Note that these operations are full Unix forks, which means they may not be
614 correctly implemented on alien systems.  Additionally, these are not true
615 multithreading.  If you'd like to learn more about threading, see the
616 F<modules> file mentioned below in the SEE ALSO section.
617
618 =head2 Bidirectional Communication with Another Process
619
620 While this works reasonably well for unidirectional communication, what
621 about bidirectional communication?  The obvious thing you'd like to do
622 doesn't actually work:
623
624     open(PROG_FOR_READING_AND_WRITING, "| some program |")
625
626 and if you forget to use the C<use warnings> pragma or the B<-w> flag,
627 then you'll miss out entirely on the diagnostic message:
628
629     Can't do bidirectional pipe at -e line 1.
630
631 If you really want to, you can use the standard open2() library function
632 to catch both ends.  There's also an open3() for tridirectional I/O so you
633 can also catch your child's STDERR, but doing so would then require an
634 awkward select() loop and wouldn't allow you to use normal Perl input
635 operations.
636
637 If you look at its source, you'll see that open2() uses low-level
638 primitives like Unix pipe() and exec() calls to create all the connections.
639 While it might have been slightly more efficient by using socketpair(), it
640 would have then been even less portable than it already is.  The open2()
641 and open3() functions are  unlikely to work anywhere except on a Unix
642 system or some other one purporting to be POSIX compliant.
643
644 Here's an example of using open2():
645
646     use FileHandle;
647     use IPC::Open2;
648     $pid = open2(*Reader, *Writer, "cat -u -n" );
649     print Writer "stuff\n";
650     $got = <Reader>;
651
652 The problem with this is that Unix buffering is really going to
653 ruin your day.  Even though your C<Writer> filehandle is auto-flushed,
654 and the process on the other end will get your data in a timely manner,
655 you can't usually do anything to force it to give it back to you
656 in a similarly quick fashion.  In this case, we could, because we
657 gave I<cat> a B<-u> flag to make it unbuffered.  But very few Unix
658 commands are designed to operate over pipes, so this seldom works
659 unless you yourself wrote the program on the other end of the
660 double-ended pipe.
661
662 A solution to this is the nonstandard F<Comm.pl> library.  It uses
663 pseudo-ttys to make your program behave more reasonably:
664
665     require 'Comm.pl';
666     $ph = open_proc('cat -n');
667     for (1..10) {
668         print $ph "a line\n";
669         print "got back ", scalar <$ph>;
670     }
671
672 This way you don't have to have control over the source code of the
673 program you're using.  The F<Comm> library also has expect()
674 and interact() functions.  Find the library (and we hope its
675 successor F<IPC::Chat>) at your nearest CPAN archive as detailed
676 in the SEE ALSO section below.
677
678 The newer Expect.pm module from CPAN also addresses this kind of thing.
679 This module requires two other modules from CPAN: IO::Pty and IO::Stty.
680 It sets up a pseudo-terminal to interact with programs that insist on
681 using talking to the terminal device driver.  If your system is
682 amongst those supported, this may be your best bet.
683
684 =head2 Bidirectional Communication with Yourself
685
686 If you want, you may make low-level pipe() and fork()
687 to stitch this together by hand.  This example only
688 talks to itself, but you could reopen the appropriate
689 handles to STDIN and STDOUT and call other processes.
690
691     #!/usr/bin/perl -w
692     # pipe1 - bidirectional communication using two pipe pairs
693     #         designed for the socketpair-challenged
694     use IO::Handle;     # thousands of lines just for autoflush :-(
695     pipe(PARENT_RDR, CHILD_WTR);                # XXX: failure?
696     pipe(CHILD_RDR,  PARENT_WTR);               # XXX: failure?
697     CHILD_WTR->autoflush(1);
698     PARENT_WTR->autoflush(1);
699
700     if ($pid = fork) {
701         close PARENT_RDR; close PARENT_WTR;
702         print CHILD_WTR "Parent Pid $$ is sending this\n";
703         chomp($line = <CHILD_RDR>);
704         print "Parent Pid $$ just read this: `$line'\n";
705         close CHILD_RDR; close CHILD_WTR;
706         waitpid($pid,0);
707     } else {
708         die "cannot fork: $!" unless defined $pid;
709         close CHILD_RDR; close CHILD_WTR;
710         chomp($line = <PARENT_RDR>);
711         print "Child Pid $$ just read this: `$line'\n";
712         print PARENT_WTR "Child Pid $$ is sending this\n";
713         close PARENT_RDR; close PARENT_WTR;
714         exit;
715     }
716
717 But you don't actually have to make two pipe calls.  If you
718 have the socketpair() system call, it will do this all for you.
719
720     #!/usr/bin/perl -w
721     # pipe2 - bidirectional communication using socketpair
722     #   "the best ones always go both ways"
723
724     use Socket;
725     use IO::Handle;     # thousands of lines just for autoflush :-(
726     # We say AF_UNIX because although *_LOCAL is the
727     # POSIX 1003.1g form of the constant, many machines
728     # still don't have it.
729     socketpair(CHILD, PARENT, AF_UNIX, SOCK_STREAM, PF_UNSPEC)
730                                 or  die "socketpair: $!";
731
732     CHILD->autoflush(1);
733     PARENT->autoflush(1);
734
735     if ($pid = fork) {
736         close PARENT;
737         print CHILD "Parent Pid $$ is sending this\n";
738         chomp($line = <CHILD>);
739         print "Parent Pid $$ just read this: `$line'\n";
740         close CHILD;
741         waitpid($pid,0);
742     } else {
743         die "cannot fork: $!" unless defined $pid;
744         close CHILD;
745         chomp($line = <PARENT>);
746         print "Child Pid $$ just read this: `$line'\n";
747         print PARENT "Child Pid $$ is sending this\n";
748         close PARENT;
749         exit;
750     }
751
752 =head1 Sockets: Client/Server Communication
753
754 While not limited to Unix-derived operating systems (e.g., WinSock on PCs
755 provides socket support, as do some VMS libraries), you may not have
756 sockets on your system, in which case this section probably isn't going to do
757 you much good.  With sockets, you can do both virtual circuits (i.e., TCP
758 streams) and datagrams (i.e., UDP packets).  You may be able to do even more
759 depending on your system.
760
761 The Perl function calls for dealing with sockets have the same names as
762 the corresponding system calls in C, but their arguments tend to differ
763 for two reasons: first, Perl filehandles work differently than C file
764 descriptors.  Second, Perl already knows the length of its strings, so you
765 don't need to pass that information.
766
767 One of the major problems with old socket code in Perl was that it used
768 hard-coded values for some of the constants, which severely hurt
769 portability.  If you ever see code that does anything like explicitly
770 setting C<$AF_INET = 2>, you know you're in for big trouble:  An
771 immeasurably superior approach is to use the C<Socket> module, which more
772 reliably grants access to various constants and functions you'll need.
773
774 If you're not writing a server/client for an existing protocol like
775 NNTP or SMTP, you should give some thought to how your server will
776 know when the client has finished talking, and vice-versa.  Most
777 protocols are based on one-line messages and responses (so one party
778 knows the other has finished when a "\n" is received) or multi-line
779 messages and responses that end with a period on an empty line
780 ("\n.\n" terminates a message/response).
781
782 =head2 Internet Line Terminators
783
784 The Internet line terminator is "\015\012".  Under ASCII variants of
785 Unix, that could usually be written as "\r\n", but under other systems,
786 "\r\n" might at times be "\015\015\012", "\012\012\015", or something
787 completely different.  The standards specify writing "\015\012" to be
788 conformant (be strict in what you provide), but they also recommend
789 accepting a lone "\012" on input (but be lenient in what you require).
790 We haven't always been very good about that in the code in this manpage,
791 but unless you're on a Mac, you'll probably be ok.
792
793 =head2 Internet TCP Clients and Servers
794
795 Use Internet-domain sockets when you want to do client-server
796 communication that might extend to machines outside of your own system.
797
798 Here's a sample TCP client using Internet-domain sockets:
799
800     #!/usr/bin/perl -w
801     use strict;
802     use Socket;
803     my ($remote,$port, $iaddr, $paddr, $proto, $line);
804
805     $remote  = shift || 'localhost';
806     $port    = shift || 2345;  # random port
807     if ($port =~ /\D/) { $port = getservbyname($port, 'tcp') }
808     die "No port" unless $port;
809     $iaddr   = inet_aton($remote)               || die "no host: $remote";
810     $paddr   = sockaddr_in($port, $iaddr);
811
812     $proto   = getprotobyname('tcp');
813     socket(SOCK, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)  || die "socket: $!";
814     connect(SOCK, $paddr)    || die "connect: $!";
815     while (defined($line = <SOCK>)) {
816         print $line;
817     }
818
819     close (SOCK)            || die "close: $!";
820     exit;
821
822 And here's a corresponding server to go along with it.  We'll
823 leave the address as INADDR_ANY so that the kernel can choose
824 the appropriate interface on multihomed hosts.  If you want sit
825 on a particular interface (like the external side of a gateway
826 or firewall machine), you should fill this in with your real address
827 instead.
828
829     #!/usr/bin/perl -Tw
830     use strict;
831     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
832     use Socket;
833     use Carp;
834     my $EOL = "\015\012";
835
836     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
837
838     my $port = shift || 2345;
839     my $proto = getprotobyname('tcp');
840
841     ($port) = $port =~ /^(\d+)$/                        or die "invalid port";
842
843     socket(Server, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)        || die "socket: $!";
844     setsockopt(Server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
845                                         pack("l", 1))   || die "setsockopt: $!";
846     bind(Server, sockaddr_in($port, INADDR_ANY))        || die "bind: $!";
847     listen(Server,SOMAXCONN)                            || die "listen: $!";
848
849     logmsg "server started on port $port";
850
851     my $paddr;
852
853     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
854
855     for ( ; $paddr = accept(Client,Server); close Client) {
856         my($port,$iaddr) = sockaddr_in($paddr);
857         my $name = gethostbyaddr($iaddr,AF_INET);
858
859         logmsg "connection from $name [",
860                 inet_ntoa($iaddr), "]
861                 at port $port";
862
863         print Client "Hello there, $name, it's now ",
864                         scalar localtime, $EOL;
865     }
866
867 And here's a multithreaded version.  It's multithreaded in that
868 like most typical servers, it spawns (forks) a slave server to
869 handle the client request so that the master server can quickly
870 go back to service a new client.
871
872     #!/usr/bin/perl -Tw
873     use strict;
874     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
875     use Socket;
876     use Carp;
877     my $EOL = "\015\012";
878
879     sub spawn;  # forward declaration
880     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
881
882     my $port = shift || 2345;
883     my $proto = getprotobyname('tcp');
884
885     ($port) = $port =~ /^(\d+)$/                        or die "invalid port";
886
887     socket(Server, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)        || die "socket: $!";
888     setsockopt(Server, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
889                                         pack("l", 1))   || die "setsockopt: $!";
890     bind(Server, sockaddr_in($port, INADDR_ANY))        || die "bind: $!";
891     listen(Server,SOMAXCONN)                            || die "listen: $!";
892
893     logmsg "server started on port $port";
894
895     my $waitedpid = 0;
896     my $paddr;
897
898     use POSIX ":sys_wait_h";
899     sub REAPER {
900         my $child;
901         while (($waitedpid = waitpid(-1,WNOHANG)) > 0) {
902             logmsg "reaped $waitedpid" . ($? ? " with exit $?" : '');
903         }
904         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # loathe sysV
905     }
906
907     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
908
909     for ( $waitedpid = 0;
910           ($paddr = accept(Client,Server)) || $waitedpid;
911           $waitedpid = 0, close Client)
912     {
913         next if $waitedpid and not $paddr;
914         my($port,$iaddr) = sockaddr_in($paddr);
915         my $name = gethostbyaddr($iaddr,AF_INET);
916
917         logmsg "connection from $name [",
918                 inet_ntoa($iaddr), "]
919                 at port $port";
920
921         spawn sub {
922             $|=1;
923             print "Hello there, $name, it's now ", scalar localtime, $EOL;
924             exec '/usr/games/fortune'           # XXX: `wrong' line terminators
925                 or confess "can't exec fortune: $!";
926         };
927
928     }
929
930     sub spawn {
931         my $coderef = shift;
932
933         unless (@_ == 0 && $coderef && ref($coderef) eq 'CODE') {
934             confess "usage: spawn CODEREF";
935         }
936
937         my $pid;
938         if (!defined($pid = fork)) {
939             logmsg "cannot fork: $!";
940             return;
941         } elsif ($pid) {
942             logmsg "begat $pid";
943             return; # I'm the parent
944         }
945         # else I'm the child -- go spawn
946
947         open(STDIN,  "<&Client")   || die "can't dup client to stdin";
948         open(STDOUT, ">&Client")   || die "can't dup client to stdout";
949         ## open(STDERR, ">&STDOUT") || die "can't dup stdout to stderr";
950         exit &$coderef();
951     }
952
953 This server takes the trouble to clone off a child version via fork() for
954 each incoming request.  That way it can handle many requests at once,
955 which you might not always want.  Even if you don't fork(), the listen()
956 will allow that many pending connections.  Forking servers have to be
957 particularly careful about cleaning up their dead children (called
958 "zombies" in Unix parlance), because otherwise you'll quickly fill up your
959 process table.
960
961 We suggest that you use the B<-T> flag to use taint checking (see L<perlsec>)
962 even if we aren't running setuid or setgid.  This is always a good idea
963 for servers and other programs run on behalf of someone else (like CGI
964 scripts), because it lessens the chances that people from the outside will
965 be able to compromise your system.
966
967 Let's look at another TCP client.  This one connects to the TCP "time"
968 service on a number of different machines and shows how far their clocks
969 differ from the system on which it's being run:
970
971     #!/usr/bin/perl  -w
972     use strict;
973     use Socket;
974
975     my $SECS_of_70_YEARS = 2208988800;
976     sub ctime { scalar localtime(shift) }
977
978     my $iaddr = gethostbyname('localhost');
979     my $proto = getprotobyname('tcp');
980     my $port = getservbyname('time', 'tcp');
981     my $paddr = sockaddr_in(0, $iaddr);
982     my($host);
983
984     $| = 1;
985     printf "%-24s %8s %s\n",  "localhost", 0, ctime(time());
986
987     foreach $host (@ARGV) {
988         printf "%-24s ", $host;
989         my $hisiaddr = inet_aton($host)     || die "unknown host";
990         my $hispaddr = sockaddr_in($port, $hisiaddr);
991         socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)   || die "socket: $!";
992         connect(SOCKET, $hispaddr)          || die "bind: $!";
993         my $rtime = '    ';
994         read(SOCKET, $rtime, 4);
995         close(SOCKET);
996         my $histime = unpack("N", $rtime) - $SECS_of_70_YEARS ;
997         printf "%8d %s\n", $histime - time, ctime($histime);
998     }
999
1000 =head2 Unix-Domain TCP Clients and Servers
1001
1002 That's fine for Internet-domain clients and servers, but what about local
1003 communications?  While you can use the same setup, sometimes you don't
1004 want to.  Unix-domain sockets are local to the current host, and are often
1005 used internally to implement pipes.  Unlike Internet domain sockets, Unix
1006 domain sockets can show up in the file system with an ls(1) listing.
1007
1008     % ls -l /dev/log
1009     srw-rw-rw-  1 root            0 Oct 31 07:23 /dev/log
1010
1011 You can test for these with Perl's B<-S> file test:
1012
1013     unless ( -S '/dev/log' ) {
1014         die "something's wicked with the log system";
1015     }
1016
1017 Here's a sample Unix-domain client:
1018
1019     #!/usr/bin/perl -w
1020     use Socket;
1021     use strict;
1022     my ($rendezvous, $line);
1023
1024     $rendezvous = shift || '/tmp/catsock';
1025     socket(SOCK, PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)       || die "socket: $!";
1026     connect(SOCK, sockaddr_un($rendezvous))     || die "connect: $!";
1027     while (defined($line = <SOCK>)) {
1028         print $line;
1029     }
1030     exit;
1031
1032 And here's a corresponding server.  You don't have to worry about silly
1033 network terminators here because Unix domain sockets are guaranteed
1034 to be on the localhost, and thus everything works right.
1035
1036     #!/usr/bin/perl -Tw
1037     use strict;
1038     use Socket;
1039     use Carp;
1040
1041     BEGIN { $ENV{PATH} = '/usr/ucb:/bin' }
1042     sub spawn;  # forward declaration
1043     sub logmsg { print "$0 $$: @_ at ", scalar localtime, "\n" }
1044
1045     my $NAME = '/tmp/catsock';
1046     my $uaddr = sockaddr_un($NAME);
1047     my $proto = getprotobyname('tcp');
1048
1049     socket(Server,PF_UNIX,SOCK_STREAM,0)        || die "socket: $!";
1050     unlink($NAME);
1051     bind  (Server, $uaddr)                      || die "bind: $!";
1052     listen(Server,SOMAXCONN)                    || die "listen: $!";
1053
1054     logmsg "server started on $NAME";
1055
1056     my $waitedpid;
1057
1058     use POSIX ":sys_wait_h";
1059     sub REAPER {
1060         my $child;
1061         while (($waitedpid = waitpid(-1,WNOHANG)) > 0) {
1062             logmsg "reaped $waitedpid" . ($? ? " with exit $?" : '');
1063         }
1064         $SIG{CHLD} = \&REAPER;  # loathe sysV
1065     }
1066
1067     $SIG{CHLD} = \&REAPER;
1068
1069
1070     for ( $waitedpid = 0;
1071           accept(Client,Server) || $waitedpid;
1072           $waitedpid = 0, close Client)
1073     {
1074         next if $waitedpid;
1075         logmsg "connection on $NAME";
1076         spawn sub {
1077             print "Hello there, it's now ", scalar localtime, "\n";
1078             exec '/usr/games/fortune' or die "can't exec fortune: $!";
1079         };
1080     }
1081
1082     sub spawn {
1083         my $coderef = shift;
1084
1085         unless (@_ == 0 && $coderef && ref($coderef) eq 'CODE') {
1086             confess "usage: spawn CODEREF";
1087         }
1088
1089         my $pid;
1090         if (!defined($pid = fork)) {
1091             logmsg "cannot fork: $!";
1092             return;
1093         } elsif ($pid) {
1094             logmsg "begat $pid";
1095             return; # I'm the parent
1096         }
1097         # else I'm the child -- go spawn
1098
1099         open(STDIN,  "<&Client")   || die "can't dup client to stdin";
1100         open(STDOUT, ">&Client")   || die "can't dup client to stdout";
1101         ## open(STDERR, ">&STDOUT") || die "can't dup stdout to stderr";
1102         exit &$coderef();
1103     }
1104
1105 As you see, it's remarkably similar to the Internet domain TCP server, so
1106 much so, in fact, that we've omitted several duplicate functions--spawn(),
1107 logmsg(), ctime(), and REAPER()--which are exactly the same as in the
1108 other server.
1109
1110 So why would you ever want to use a Unix domain socket instead of a
1111 simpler named pipe?  Because a named pipe doesn't give you sessions.  You
1112 can't tell one process's data from another's.  With socket programming,
1113 you get a separate session for each client: that's why accept() takes two
1114 arguments.
1115
1116 For example, let's say that you have a long running database server daemon
1117 that you want folks from the World Wide Web to be able to access, but only
1118 if they go through a CGI interface.  You'd have a small, simple CGI
1119 program that does whatever checks and logging you feel like, and then acts
1120 as a Unix-domain client and connects to your private server.
1121
1122 =head1 TCP Clients with IO::Socket
1123
1124 For those preferring a higher-level interface to socket programming, the
1125 IO::Socket module provides an object-oriented approach.  IO::Socket is
1126 included as part of the standard Perl distribution as of the 5.004
1127 release.  If you're running an earlier version of Perl, just fetch
1128 IO::Socket from CPAN, where you'll also find modules providing easy
1129 interfaces to the following systems: DNS, FTP, Ident (RFC 931), NIS and
1130 NISPlus, NNTP, Ping, POP3, SMTP, SNMP, SSLeay, Telnet, and Time--just
1131 to name a few.
1132
1133 =head2 A Simple Client
1134
1135 Here's a client that creates a TCP connection to the "daytime"
1136 service at port 13 of the host name "localhost" and prints out everything
1137 that the server there cares to provide.
1138
1139     #!/usr/bin/perl -w
1140     use IO::Socket;
1141     $remote = IO::Socket::INET->new(
1142                         Proto    => "tcp",
1143                         PeerAddr => "localhost",
1144                         PeerPort => "daytime(13)",
1145                     )
1146                   or die "cannot connect to daytime port at localhost";
1147     while ( <$remote> ) { print }
1148
1149 When you run this program, you should get something back that
1150 looks like this:
1151
1152     Wed May 14 08:40:46 MDT 1997
1153
1154 Here are what those parameters to the C<new> constructor mean:
1155
1156 =over 4
1157
1158 =item C<Proto>
1159
1160 This is which protocol to use.  In this case, the socket handle returned
1161 will be connected to a TCP socket, because we want a stream-oriented
1162 connection, that is, one that acts pretty much like a plain old file.
1163 Not all sockets are this of this type.  For example, the UDP protocol
1164 can be used to make a datagram socket, used for message-passing.
1165
1166 =item C<PeerAddr>
1167
1168 This is the name or Internet address of the remote host the server is
1169 running on.  We could have specified a longer name like C<"www.perl.com">,
1170 or an address like C<"204.148.40.9">.  For demonstration purposes, we've
1171 used the special hostname C<"localhost">, which should always mean the
1172 current machine you're running on.  The corresponding Internet address
1173 for localhost is C<"127.1">, if you'd rather use that.
1174
1175 =item C<PeerPort>
1176
1177 This is the service name or port number we'd like to connect to.
1178 We could have gotten away with using just C<"daytime"> on systems with a
1179 well-configured system services file,[FOOTNOTE: The system services file
1180 is in I</etc/services> under Unix] but just in case, we've specified the
1181 port number (13) in parentheses.  Using just the number would also have
1182 worked, but constant numbers make careful programmers nervous.
1183
1184 =back
1185
1186 Notice how the return value from the C<new> constructor is used as
1187 a filehandle in the C<while> loop?  That's what's called an indirect
1188 filehandle, a scalar variable containing a filehandle.  You can use
1189 it the same way you would a normal filehandle.  For example, you
1190 can read one line from it this way:
1191
1192     $line = <$handle>;
1193
1194 all remaining lines from is this way:
1195
1196     @lines = <$handle>;
1197
1198 and send a line of data to it this way:
1199
1200     print $handle "some data\n";
1201
1202 =head2 A Webget Client
1203
1204 Here's a simple client that takes a remote host to fetch a document
1205 from, and then a list of documents to get from that host.  This is a
1206 more interesting client than the previous one because it first sends
1207 something to the server before fetching the server's response.
1208
1209     #!/usr/bin/perl -w
1210     use IO::Socket;
1211     unless (@ARGV > 1) { die "usage: $0 host document ..." }
1212     $host = shift(@ARGV);
1213     $EOL = "\015\012";
1214     $BLANK = $EOL x 2;
1215     foreach $document ( @ARGV ) {
1216         $remote = IO::Socket::INET->new( Proto     => "tcp",
1217                                          PeerAddr  => $host,
1218                                          PeerPort  => "http(80)",
1219                                         );
1220         unless ($remote) { die "cannot connect to http daemon on $host" }
1221         $remote->autoflush(1);
1222         print $remote "GET $document HTTP/1.0" . $BLANK;
1223         while ( <$remote> ) { print }
1224         close $remote;
1225     }
1226
1227 The web server handing the "http" service, which is assumed to be at
1228 its standard port, number 80.  If the web server you're trying to
1229 connect to is at a different port (like 1080 or 8080), you should specify
1230 as the named-parameter pair, C<< PeerPort => 8080 >>.  The C<autoflush>
1231 method is used on the socket because otherwise the system would buffer
1232 up the output we sent it.  (If you're on a Mac, you'll also need to
1233 change every C<"\n"> in your code that sends data over the network to
1234 be a C<"\015\012"> instead.)
1235
1236 Connecting to the server is only the first part of the process: once you
1237 have the connection, you have to use the server's language.  Each server
1238 on the network has its own little command language that it expects as
1239 input.  The string that we send to the server starting with "GET" is in
1240 HTTP syntax.  In this case, we simply request each specified document.
1241 Yes, we really are making a new connection for each document, even though
1242 it's the same host.  That's the way you always used to have to speak HTTP.
1243 Recent versions of web browsers may request that the remote server leave
1244 the connection open a little while, but the server doesn't have to honor
1245 such a request.
1246
1247 Here's an example of running that program, which we'll call I<webget>:
1248
1249     % webget www.perl.com /guanaco.html
1250     HTTP/1.1 404 File Not Found
1251     Date: Thu, 08 May 1997 18:02:32 GMT
1252     Server: Apache/1.2b6
1253     Connection: close
1254     Content-type: text/html
1255
1256     <HEAD><TITLE>404 File Not Found</TITLE></HEAD>
1257     <BODY><H1>File Not Found</H1>
1258     The requested URL /guanaco.html was not found on this server.<P>
1259     </BODY>
1260
1261 Ok, so that's not very interesting, because it didn't find that
1262 particular document.  But a long response wouldn't have fit on this page.
1263
1264 For a more fully-featured version of this program, you should look to
1265 the I<lwp-request> program included with the LWP modules from CPAN.
1266
1267 =head2 Interactive Client with IO::Socket
1268
1269 Well, that's all fine if you want to send one command and get one answer,
1270 but what about setting up something fully interactive, somewhat like
1271 the way I<telnet> works?  That way you can type a line, get the answer,
1272 type a line, get the answer, etc.
1273
1274 This client is more complicated than the two we've done so far, but if
1275 you're on a system that supports the powerful C<fork> call, the solution
1276 isn't that rough.  Once you've made the connection to whatever service
1277 you'd like to chat with, call C<fork> to clone your process.  Each of
1278 these two identical process has a very simple job to do: the parent
1279 copies everything from the socket to standard output, while the child
1280 simultaneously copies everything from standard input to the socket.
1281 To accomplish the same thing using just one process would be I<much>
1282 harder, because it's easier to code two processes to do one thing than it
1283 is to code one process to do two things.  (This keep-it-simple principle
1284 a cornerstones of the Unix philosophy, and good software engineering as
1285 well, which is probably why it's spread to other systems.)
1286
1287 Here's the code:
1288
1289     #!/usr/bin/perl -w
1290     use strict;
1291     use IO::Socket;
1292     my ($host, $port, $kidpid, $handle, $line);
1293
1294     unless (@ARGV == 2) { die "usage: $0 host port" }
1295     ($host, $port) = @ARGV;
1296
1297     # create a tcp connection to the specified host and port
1298     $handle = IO::Socket::INET->new(Proto     => "tcp",
1299                                     PeerAddr  => $host,
1300                                     PeerPort  => $port)
1301            or die "can't connect to port $port on $host: $!";
1302
1303     $handle->autoflush(1);              # so output gets there right away
1304     print STDERR "[Connected to $host:$port]\n";
1305
1306     # split the program into two processes, identical twins
1307     die "can't fork: $!" unless defined($kidpid = fork());
1308
1309     # the if{} block runs only in the parent process
1310     if ($kidpid) {
1311         # copy the socket to standard output
1312         while (defined ($line = <$handle>)) {
1313             print STDOUT $line;
1314         }
1315         kill("TERM", $kidpid);                  # send SIGTERM to child
1316     }
1317     # the else{} block runs only in the child process
1318     else {
1319         # copy standard input to the socket
1320         while (defined ($line = <STDIN>)) {
1321             print $handle $line;
1322         }
1323     }
1324
1325 The C<kill> function in the parent's C<if> block is there to send a
1326 signal to our child process (current running in the C<else> block)
1327 as soon as the remote server has closed its end of the connection.
1328
1329 If the remote server sends data a byte at time, and you need that
1330 data immediately without waiting for a newline (which might not happen),
1331 you may wish to replace the C<while> loop in the parent with the
1332 following:
1333
1334     my $byte;
1335     while (sysread($handle, $byte, 1) == 1) {
1336         print STDOUT $byte;
1337     }
1338
1339 Making a system call for each byte you want to read is not very efficient
1340 (to put it mildly) but is the simplest to explain and works reasonably
1341 well.
1342
1343 =head1 TCP Servers with IO::Socket
1344
1345 As always, setting up a server is little bit more involved than running a client.
1346 The model is that the server creates a special kind of socket that
1347 does nothing but listen on a particular port for incoming connections.
1348 It does this by calling the C<< IO::Socket::INET->new() >> method with
1349 slightly different arguments than the client did.
1350
1351 =over 4
1352
1353 =item Proto
1354
1355 This is which protocol to use.  Like our clients, we'll
1356 still specify C<"tcp"> here.
1357
1358 =item LocalPort
1359
1360 We specify a local
1361 port in the C<LocalPort> argument, which we didn't do for the client.
1362 This is service name or port number for which you want to be the
1363 server. (Under Unix, ports under 1024 are restricted to the
1364 superuser.)  In our sample, we'll use port 9000, but you can use
1365 any port that's not currently in use on your system.  If you try
1366 to use one already in used, you'll get an "Address already in use"
1367 message.  Under Unix, the C<netstat -a> command will show
1368 which services current have servers.
1369
1370 =item Listen
1371
1372 The C<Listen> parameter is set to the maximum number of
1373 pending connections we can accept until we turn away incoming clients.
1374 Think of it as a call-waiting queue for your telephone.
1375 The low-level Socket module has a special symbol for the system maximum, which
1376 is SOMAXCONN.
1377
1378 =item Reuse
1379
1380 The C<Reuse> parameter is needed so that we restart our server
1381 manually without waiting a few minutes to allow system buffers to
1382 clear out.
1383
1384 =back
1385
1386 Once the generic server socket has been created using the parameters
1387 listed above, the server then waits for a new client to connect
1388 to it.  The server blocks in the C<accept> method, which eventually accepts a
1389 bidirectional connection from the remote client.  (Make sure to autoflush
1390 this handle to circumvent buffering.)
1391
1392 To add to user-friendliness, our server prompts the user for commands.
1393 Most servers don't do this.  Because of the prompt without a newline,
1394 you'll have to use the C<sysread> variant of the interactive client above.
1395
1396 This server accepts one of five different commands, sending output
1397 back to the client.  Note that unlike most network servers, this one
1398 only handles one incoming client at a time.  Multithreaded servers are
1399 covered in Chapter 6 of the Camel.
1400
1401 Here's the code.  We'll
1402
1403  #!/usr/bin/perl -w
1404  use IO::Socket;
1405  use Net::hostent;              # for OO version of gethostbyaddr
1406
1407  $PORT = 9000;                  # pick something not in use
1408
1409  $server = IO::Socket::INET->new( Proto     => 'tcp',
1410                                   LocalPort => $PORT,
1411                                   Listen    => SOMAXCONN,
1412                                   Reuse     => 1);
1413
1414  die "can't setup server" unless $server;
1415  print "[Server $0 accepting clients]\n";
1416
1417  while ($client = $server->accept()) {
1418    $client->autoflush(1);
1419    print $client "Welcome to $0; type help for command list.\n";
1420    $hostinfo = gethostbyaddr($client->peeraddr);
1421    printf "[Connect from %s]\n", $hostinfo ? $hostinfo->name : $client->peerhost;
1422    print $client "Command? ";
1423    while ( <$client>) {
1424      next unless /\S/;       # blank line
1425      if    (/quit|exit/i)    { last;                                     }
1426      elsif (/date|time/i)    { printf $client "%s\n", scalar localtime;  }
1427      elsif (/who/i )         { print  $client `who 2>&1`;                }
1428      elsif (/cookie/i )      { print  $client `/usr/games/fortune 2>&1`; }
1429      elsif (/motd/i )        { print  $client `cat /etc/motd 2>&1`;      }
1430      else {
1431        print $client "Commands: quit date who cookie motd\n";
1432      }
1433    } continue {
1434       print $client "Command? ";
1435    }
1436    close $client;
1437  }
1438
1439 =head1 UDP: Message Passing
1440
1441 Another kind of client-server setup is one that uses not connections, but
1442 messages.  UDP communications involve much lower overhead but also provide
1443 less reliability, as there are no promises that messages will arrive at
1444 all, let alone in order and unmangled.  Still, UDP offers some advantages
1445 over TCP, including being able to "broadcast" or "multicast" to a whole
1446 bunch of destination hosts at once (usually on your local subnet).  If you
1447 find yourself overly concerned about reliability and start building checks
1448 into your message system, then you probably should use just TCP to start
1449 with.
1450
1451 Note that UDP datagrams are I<not> a bytestream and should not be treated
1452 as such. This makes using I/O mechanisms with internal buffering
1453 like stdio (i.e. print() and friends) especially cumbersome. Use syswrite(),
1454 or better send(), like in the example below.
1455
1456 Here's a UDP program similar to the sample Internet TCP client given
1457 earlier.  However, instead of checking one host at a time, the UDP version
1458 will check many of them asynchronously by simulating a multicast and then
1459 using select() to do a timed-out wait for I/O.  To do something similar
1460 with TCP, you'd have to use a different socket handle for each host.
1461
1462     #!/usr/bin/perl -w
1463     use strict;
1464     use Socket;
1465     use Sys::Hostname;
1466
1467     my ( $count, $hisiaddr, $hispaddr, $histime,
1468          $host, $iaddr, $paddr, $port, $proto,
1469          $rin, $rout, $rtime, $SECS_of_70_YEARS);
1470
1471     $SECS_of_70_YEARS      = 2208988800;
1472
1473     $iaddr = gethostbyname(hostname());
1474     $proto = getprotobyname('udp');
1475     $port = getservbyname('time', 'udp');
1476     $paddr = sockaddr_in(0, $iaddr); # 0 means let kernel pick
1477
1478     socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_DGRAM, $proto)   || die "socket: $!";
1479     bind(SOCKET, $paddr)                          || die "bind: $!";
1480
1481     $| = 1;
1482     printf "%-12s %8s %s\n",  "localhost", 0, scalar localtime time;
1483     $count = 0;
1484     for $host (@ARGV) {
1485         $count++;
1486         $hisiaddr = inet_aton($host)    || die "unknown host";
1487         $hispaddr = sockaddr_in($port, $hisiaddr);
1488         defined(send(SOCKET, 0, 0, $hispaddr))    || die "send $host: $!";
1489     }
1490
1491     $rin = '';
1492     vec($rin, fileno(SOCKET), 1) = 1;
1493
1494     # timeout after 10.0 seconds
1495     while ($count && select($rout = $rin, undef, undef, 10.0)) {
1496         $rtime = '';
1497         ($hispaddr = recv(SOCKET, $rtime, 4, 0))        || die "recv: $!";
1498         ($port, $hisiaddr) = sockaddr_in($hispaddr);
1499         $host = gethostbyaddr($hisiaddr, AF_INET);
1500         $histime = unpack("N", $rtime) - $SECS_of_70_YEARS ;
1501         printf "%-12s ", $host;
1502         printf "%8d %s\n", $histime - time, scalar localtime($histime);
1503         $count--;
1504     }
1505
1506 Note that this example does not include any retries and may consequently
1507 fail to contact a reachable host. The most prominent reason for this
1508 is congestion of the queues on the sending host if the number of
1509 list of hosts to contact is sufficiently large.
1510
1511 =head1 SysV IPC
1512
1513 While System V IPC isn't so widely used as sockets, it still has some
1514 interesting uses.  You can't, however, effectively use SysV IPC or
1515 Berkeley mmap() to have shared memory so as to share a variable amongst
1516 several processes.  That's because Perl would reallocate your string when
1517 you weren't wanting it to.
1518
1519 Here's a small example showing shared memory usage.
1520
1521     use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE IPC_RMID S_IRWXU);
1522
1523     $size = 2000;
1524     $id = shmget(IPC_PRIVATE, $size, S_IRWXU) || die "$!";
1525     print "shm key $id\n";
1526
1527     $message = "Message #1";
1528     shmwrite($id, $message, 0, 60) || die "$!";
1529     print "wrote: '$message'\n";
1530     shmread($id, $buff, 0, 60) || die "$!";
1531     print "read : '$buff'\n";
1532
1533     # the buffer of shmread is zero-character end-padded.
1534     substr($buff, index($buff, "\0")) = '';
1535     print "un" unless $buff eq $message;
1536     print "swell\n";
1537
1538     print "deleting shm $id\n";
1539     shmctl($id, IPC_RMID, 0) || die "$!";
1540
1541 Here's an example of a semaphore:
1542
1543     use IPC::SysV qw(IPC_CREAT);
1544
1545     $IPC_KEY = 1234;
1546     $id = semget($IPC_KEY, 10, 0666 | IPC_CREAT ) || die "$!";
1547     print "shm key $id\n";
1548
1549 Put this code in a separate file to be run in more than one process.
1550 Call the file F<take>:
1551
1552     # create a semaphore
1553
1554     $IPC_KEY = 1234;
1555     $id = semget($IPC_KEY,  0 , 0 );
1556     die if !defined($id);
1557
1558     $semnum = 0;
1559     $semflag = 0;
1560
1561     # 'take' semaphore
1562     # wait for semaphore to be zero
1563     $semop = 0;
1564     $opstring1 = pack("s!s!s!", $semnum, $semop, $semflag);
1565
1566     # Increment the semaphore count
1567     $semop = 1;
1568     $opstring2 = pack("s!s!s!", $semnum, $semop,  $semflag);
1569     $opstring = $opstring1 . $opstring2;
1570
1571     semop($id,$opstring) || die "$!";
1572
1573 Put this code in a separate file to be run in more than one process.
1574 Call this file F<give>:
1575
1576     # 'give' the semaphore
1577     # run this in the original process and you will see
1578     # that the second process continues
1579
1580     $IPC_KEY = 1234;
1581     $id = semget($IPC_KEY, 0, 0);
1582     die if !defined($id);
1583
1584     $semnum = 0;
1585     $semflag = 0;
1586
1587     # Decrement the semaphore count
1588     $semop = -1;
1589     $opstring = pack("s!s!s!", $semnum, $semop, $semflag);
1590
1591     semop($id,$opstring) || die "$!";
1592
1593 The SysV IPC code above was written long ago, and it's definitely
1594 clunky looking.  For a more modern look, see the IPC::SysV module
1595 which is included with Perl starting from Perl 5.005.
1596
1597 A small example demonstrating SysV message queues:
1598
1599     use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE IPC_RMID IPC_CREAT S_IRWXU);
1600
1601     my $id = msgget(IPC_PRIVATE, IPC_CREAT | S_IRWXU);
1602
1603     my $sent = "message";
1604     my $type = 1234;
1605     my $rcvd;
1606     my $type_rcvd;
1607
1608     if (defined $id) {
1609         if (msgsnd($id, pack("l! a*", $type_sent, $sent), 0)) {
1610             if (msgrcv($id, $rcvd, 60, 0, 0)) {
1611                 ($type_rcvd, $rcvd) = unpack("l! a*", $rcvd);
1612                 if ($rcvd eq $sent) {
1613                     print "okay\n";
1614                 } else {
1615                     print "not okay\n";
1616                 }
1617             } else {
1618                 die "# msgrcv failed\n";
1619             }
1620         } else {
1621             die "# msgsnd failed\n";
1622         }
1623         msgctl($id, IPC_RMID, 0) || die "# msgctl failed: $!\n";
1624     } else {
1625         die "# msgget failed\n";
1626     }
1627
1628 =head1 NOTES
1629
1630 Most of these routines quietly but politely return C<undef> when they
1631 fail instead of causing your program to die right then and there due to
1632 an uncaught exception.  (Actually, some of the new I<Socket> conversion
1633 functions  croak() on bad arguments.)  It is therefore essential to
1634 check return values from these functions.  Always begin your socket
1635 programs this way for optimal success, and don't forget to add B<-T>
1636 taint checking flag to the #! line for servers:
1637
1638     #!/usr/bin/perl -Tw
1639     use strict;
1640     use sigtrap;
1641     use Socket;
1642
1643 =head1 BUGS
1644
1645 All these routines create system-specific portability problems.  As noted
1646 elsewhere, Perl is at the mercy of your C libraries for much of its system
1647 behaviour.  It's probably safest to assume broken SysV semantics for
1648 signals and to stick with simple TCP and UDP socket operations; e.g., don't
1649 try to pass open file descriptors over a local UDP datagram socket if you
1650 want your code to stand a chance of being portable.
1651
1652 As mentioned in the signals section, because few vendors provide C
1653 libraries that are safely re-entrant, the prudent programmer will do
1654 little else within a handler beyond setting a numeric variable that
1655 already exists; or, if locked into a slow (restarting) system call,
1656 using die() to raise an exception and longjmp(3) out.  In fact, even
1657 these may in some cases cause a core dump.  It's probably best to avoid
1658 signals except where they are absolutely inevitable.  This
1659 will be addressed in a future release of Perl.
1660
1661 =head1 AUTHOR
1662
1663 Tom Christiansen, with occasional vestiges of Larry Wall's original
1664 version and suggestions from the Perl Porters.
1665
1666 =head1 SEE ALSO
1667
1668 There's a lot more to networking than this, but this should get you
1669 started.
1670
1671 For intrepid programmers, the indispensable textbook is I<Unix
1672 Network Programming, 2nd Edition, Volume 1> by W. Richard Stevens
1673 (published by Prentice-Hall).  Note that most books on networking
1674 address the subject from the perspective of a C programmer; translation
1675 to Perl is left as an exercise for the reader.
1676
1677 The IO::Socket(3) manpage describes the object library, and the Socket(3)
1678 manpage describes the low-level interface to sockets.  Besides the obvious
1679 functions in L<perlfunc>, you should also check out the F<modules> file
1680 at your nearest CPAN site.  (See L<perlmodlib> or best yet, the F<Perl
1681 FAQ> for a description of what CPAN is and where to get it.)
1682
1683 Section 5 of the F<modules> file is devoted to "Networking, Device Control
1684 (modems), and Interprocess Communication", and contains numerous unbundled
1685 modules numerous networking modules, Chat and Expect operations, CGI
1686 programming, DCE, FTP, IPC, NNTP, Proxy, Ptty, RPC, SNMP, SMTP, Telnet,
1687 Threads, and ToolTalk--just to name a few.