PB173 - Binární programování Linux
XI. Komunikace mezi procesy, část 1
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
3. 12. 2013
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013      1 /21
Komunikace mezi procesy
• Alespoň 2 procesy, které chtějí komunikovat
• Dnes
• Roura (pipe)
• Sdílená paměť (mmap)
• Plná meziprocesová komunikace (IPC)
a Příště
• Netlink
• RPC
J. Slabý (ITI, Fl)
Část I
Roury
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 3/21
Roury
• Jednosměrná komunikace
• Jádro při f ork kopíruje deskriptory
• Vytvoření: pipe
o Vrací pole 2 deskriptorů (+ návratovou hodnotu)
• Jeden pro potomka, druhý pro rodiče
• Provede se f ork
o Zavřou se nepotřebné deskriptory
• Čte se z prvního deskriptoru (read)
o Zapisuje se do druhého deskriptoru (write)
• popen=pipe+fork+exec
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 4/21
Úkol
Vytvoření „echa" přes roury O Vytvořte si 2 roury
Pro obousměrnou komunikaci
Q Proveďte f ork
Q Zavřete nepotřebné deskriptory
O V jednom procesu v cyklu o několika iteracích:
• Do jednoho f d zapisujte měnící se text
a Např. char buf [10] = "Hello"; a (*buf)++;
• Z druhého f d čtěte a vypisujte 0 V druhém procesu (echo):
• Čtěte z prvního f d
• A zapisujte to do druhého f d
O Spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 5/21
Pojmenovaná roura
• Soubor na disku
• mknod a Demo
J. Slabý (ITI, Fl)
Část II
Sdílená paměť
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 7/21
Sdílená paměť
• Mapování a sdílení paměti
9 Jádro při fork kopíruje mapování
• Vytvoření: mmap S MAP_ANDNYMDUS  | MAP_SHARED
• Provede se fork
• Paměť se může libovolně měnit
• Ale pozor na optimalizace překladače
• volatile
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 8/21
Vytvoření sdílené paměti
O Vytvořte si mapování Q Proveďte f ork
O V jednom procesu v cyklu o několika iteracích
• Zapisujte do paměti proměnný řetězec
• Čekejte 100 ms
O V druhém procesu:
• Čtěte a vypište řetězec
• Čekejte 100 ms
0 Spusťte
Část III
IPC
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 10/21
IPC
• Plná meziprocesová komunikace
• Sdílená paměť
• Zprávy
• Semafory
• Výpis: ipcs
• Dokumentace: man 5 ipc
J. Slabý (ITI, Fl)
IPC a klíče
• IPC pracuje s klíči (key_t)
• Vytvoření: ftok
• Cesta k existujícímu uzlu
• Nějaký znak
• Např. ftokO
)
J. Slabý (ITI, Fl)
Sekce 1
Sdílená paměť
J. Slabý (ITI, Fl)
PBI73/07
3. 12. 2013 13/21
Sdílená paměť (IPC)
« Vytvoření: shmget
• Parametr ipc_creat
• Logický OR s právy
• Získaní adresy: shmat
• Navrácení adresy: shmďt
• Další operace: shmcti
• Informace: shm_stat
• Zrušení: ipc_rmid
0   . . .
J. Slabý (ITI, Fl) PB173/07 3.12.2013 14/21
Úkol
Vytvoření sdílené paměti (IPC)
0 Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho
0 Vytvořte si sdílený segment (shmget)
0 Získejte adresu (shmat)
O Nyní si zkopírujte tento main do dvou souborů
0 V jednom souboru v cyklu o několika iteracích:
• Zapisujte do paměti proměnný řetězec
• Čekejte 100 ms
0 V druhém souboru:
• Čtěte a vypište řetězec
• Čekejte 100 ms
0 V obou proveďte shmďt 0 Spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 15/21
Sekce 2
Zprávy
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 16/21
Zprávy (IPC)
Formát zprávy
struct msgbuf { long rrrtype;
• Vytvoření fronty zpráv: msgget « Odeslání zprávy: msgsnd
9 Přijetí zprávy: msgrcv
• Další operace: msgcti
• Informace: msg_STAT a Zrušení: ipc_rmid
9 . . .
J. Slabý (ITI, Fl) PB173/07_3.12.2013 17/21
Úkol
Posílání zpráv (IPC) O Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho
O Vytvořte si frontu zpráv (msgget)
O Nyní si zkopírujte tento main do dvou souborů
O V jednom souboru v cyklu o několika iteracích:
• Zapisujte do fronty (msgsnd) řetězec
• Čekejte 100 ms
O V druhém souboru:
• Čtěte frontu (msgrcv) a vypište řetězec
• Čekejte 100 ms
O Spusťte
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 18/21
Sekce 3
Semafory
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 19/21
Semafory (IPC)
• Meziprocesové zamykání/správa prostředků o Vytvoření semaforu: semget
• Změna stavu semaforu: semop
• Další operace: semcti
• Nastaveníiniciálníhodnoty: setval (spolu s union semun.val)
• Informace: sem_stat
• Zrušení: ipc_rmid a ...
Parametr semop
struct sembuf { ushort sem.num; short   sem.op; /*  - 0 + */ short sem.flg;
};
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/07
3. 12. 2013 20/21
Úkol
Práce se semaforem (IPC)
O Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho
O Vytvořte 2 programy O Jeden tiskový server
• Vytvořte si 1 semafor (semget)
• Obsluhuje 5 tiskáren (shmcti a setval) a Tisk trvá 10 vteřin
0 Druhý je klient
• Chce tisknout
0 Spusťte jeden server a více než 5 klientů
• Do 10 vteřin
J. Slabý (ITI, Fl) PB173/07 3.12.2013      21 /21