PB173 - Binární programování Linux
XII. Komunikace mezi procesy
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
17. 12. 2015
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      1 /18
Komunikace mezi procesy
Alespoň 2 procesy, které chtějí komunikovat
Q Roura
• Pojmenovaná roura
Q Sdílená paměť
Q Plná meziprocesová komunikace
• Sdílená paměť
• Zprávy
• Semafory
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      2/ 18
Sekce 1
Roura
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      3/ 18
Roury
• Jednosměrná komunikace
• Jádro při f ork kopíruje deskriptory
• Vytvoření: pipe
• Vrací pole 2 deskriptorů (+ návratovou hodnotu)
• Jeden pro potomka, druhý pro rodiče
• Provede se f ork
• Zavřou se nepotřebné deskriptory
• Čte se z prvního deskriptoru (read)
• Zapisuje se do druhého deskriptoru (write)
• popen=pipe+fork+exec
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      4/ 18
Úkol
Vytvoření „echa" přes roury O Vytvořte si 2 roury
• Pro obousměrnou komunikaci
• Budete mít f dl [2] afd2[2]
O Proveďte f or k
O Zavřete nepotřebné deskriptory
O V jednom procesu v cyklu o několika iteracích:
• Do f dl [i] zapisujte měnící se text
• Např. char buf [10] = "Hello" ; a (*buf)++;
o Zfd2[o] čtěte a vypisujte na standardní výstup 0 V druhém procesu (loopback):
• Čtěte z f dl [0]
• A zapisujte to do f d2 [i]
O Spusťte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      5/ 18
Pojmenovaná roura
Soubor na disku
mknod
Demo
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      6/ 18
Sekce 2
Sdílená paměť
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      7/ 18
Sdílená paměť
• Mapování a sdílení paměti
• Jádro při fork kopíruje mapování
• Vytvoření: mmap s map.anonymous I map.shared
• Provede se fork
• Paměť je volně k dispozici oběma procesům
• Jen pozor na optimalizace překladače
• volatile
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      8/ 18
Úkol
Vytvoření sdílené paměti
O Vytvořte si sdílené mapování O 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 o Čekejte 100 ms
0 Spusťte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015      9/ 18
Sekce 3
Plná meziprocesová komunikace
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015
10/18
IPC
• Plná meziprocesová komunikace
• Sdílená paměť
• Zprávy
• Semafory
• Výpis: ipcs (Demo)
• Dokumentace: man 5 ipc
• sys/ipc.h
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015 11/18
IPC
Klíče
• IPC pracuje s klíči (key_t)
• Procesy komunikují pomocí klíče
• Jen pokud mají stejný
• Vytvoření klíče: f tok (sys/ipc.h)
• Cesta k existujícímu uzlu na disku
• Nějaké 8bitové nenulové číslo
• Např. ftok(M.11, 'x')
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/05 17.12.2015      12/ 18
• sys/shm.h
• Vytvoření: shmget
• Poslední parametr ipc.creat
• Logický OR s právy (0644 apod.)
• Získaní adresy (attach): shmat
• Navrácení adresy (detach): shmďt
• Další operace: shmcti
• Informace: shm.stat
• Zrušení: ipc rmid
Úkol
Vytvoření sdílené paměti (IPC)
O Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho (°/.x)
O Vytvořte si sdílený segment (shmget)
O Získejte adresu (shmat)
O Nyní si zkopírujte tento main do dvou souborů Q V jednom souboru v cyklu o několika iteracích:
• Zapisujte do paměti proměnný řetězec
• Čekejte 100 ms
O V druhém souboru:
• Čtěte a vypište řetězec o Čekejte 100 ms
O V obou proveďte shmďt
O Spusťte
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015
14/18
IPC
Zprávy
Formát zprávy
struct my_message { long mtype; /* set to something > 0 */
};
• sys/msg.h
• Vytvoření fronty zpráv: msgget
• Odeslání zprávy: msgsnd
• Přijetí zprávy: msgrcv
• Další operace: msgcti
• Informace: msg.stat
• Zrušení: ipc rmid
Jiri Slabý (Fakulta informatiky MU) PB173/05 17.12.2015      15/ 18
Úkol
Posílání zpráv (IPC)
O Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho (°/.x)
O Vytvořte si frontu zpráv (msgget) O Vytvořte si strukturu zprávy
• MUSÍ Obsahovat long mtype
• Přidejte char text [10]
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
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015
16/18
IPC
Semafory
• sys/sem.h
• Meziprocesové zamykání/správa prostředků
• Vytvoření semaforu: semget
• Změna stavu semaforu: semop
• Další operace: semcti
• Nastaveníiniciálníhodnoty: setval (spolu s union semun.val)
• Informace: sem.stat
• Zrušení: ipc rmid
Parametr semop
struct sembuf { ushort sem_num; short   sem_op; /*      0 + */ short semjlg;
};
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015
17/18
Úkol
Práce se semaforem (IPC)
O Vytvořte si klíč (f tok)
• A vypište ho (°/.x)
O Vytvořte 2 programy
O Jeden program je tiskovým serverem
• Vytvořte si 1 semafor (semget)
• Obsluhuje 5 tiskáren (shmcti a setval)
• Tisk trvá 10 vteřin
O Druhý program je klientem
• Chce tisknout
Q Spusťte jeden server a více než 5 klientů
• Do 10 vteřin
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/05
17. 12. 2015
18/18