Chapter 7. Pipe

2 pipe 개요  Simple IPC (inter process communication) mechanism  두 프로세스간 통신 기능 제공  동작 방식  수도관 (pipe) 을 통해서 흐르는 물 ( 데이터 ) 과 유사  Writing process 와 Reading process 사이에 동기화를 제공  Writing process 가 아직 write 를 하지 않은 파이프에서 read 하는 경우  read(2) 가 block  Reading process 가 읽지 않고, writing process 가 계속 write 하여 파이프가 가득 찬 경우  write(2) 가 block

3 pipe(2) #include int pipe (int filedes[2]);  pipe 의 생성  수행결과  filedes[0]  파이프에서 읽기 위한 file descriptor 값이 저장됨  filedes[1]  파이프에 쓰기를 위한 file descriptor 값이 저장됨  Return  Success : 0  Failure : -1 and erron is set

4 pipe(2): 수행 결과

5 pipe(2) 적용 가능한 시스템 호출들  open(2)  사용 안됨  close(2)  파이프로의 접근이 완료되었을 때 사용  read(2)  파이프가 비어있다면 멈춤 (block)  write(2)  파이프가 꽉 차있다면 멈춤 (block)  lseek(2)  사용 안됨  dup(2)  파이프로의 입출력 방향을 변경 (redirection) 을 위해 사용됨  fcntl(2)  입출력시 지연이 없도록 함

6 pipe(2): Examples

7 #include #define MSGSIZE 20 main (int argc, char *argv[]) { int fd[2], pid; char msgin[MSGSIZE], msgout[MSGSIZE] = "\nHello, world\n"; if (pipe(fd) == -1) { perror(argv[0]); exit(1); } if ((pid = fork()) > 0) {/* parent */ write (fd[1], msgout, MSGSIZE); } else if (pid == 0) {/* child */ read (fd[0], msgin, MSGSIZE); puts (msgin); }

8 % gcc q.c % a.out % Hello, world %

9 who.c: 전체 동작

10 who.c #include char text[80]; main (int argc, char **argv) { int fd[2]; if (pipe(fd) == -1) { perror(argv[0]); exit(1); } if (fork() == 0) {/* first child */ close (1); dup (fd[1]);/* redirect std output */ close (fd[0]); close (fd[1]); printf ("who display sorted\n"); fflush (stdout); execl ("/usr/bin/who", "who", (char*) 0); exit (127); }

11 who.c: 현재 상태

12 who.c: 계속 if (fork() == 0) {/* second child */ close (0); dup (fd[0]);/* redirect std input */ close (fd[0]); close (fd[1]); read2line (text); printf ("\tHeading: %s\n", text); fflush (stdout); /* sort 는 stdin 입력, stdout 출력 */ execl ("/bin/sort", "sort", (char*) 0); exit (127); } close (fd[0]); close (fd[1]); while (wait((char*)0) != -1) ; exit(0); } read2line(char *input) { while (1) { read (0, input, 1); if (*input == '\n') break; else input++; }

13 % a.out Heading: who display sorted dksungpts/55 월 17 09:03( ) egkimpts/95 월 18 17:27( ) rootconsole4 월 7 11:23(:0) rootpts/34 월 7 11:23(:0.0) rootpts/85 월 17 10:43(:0.0) %

14 create_pipe1.c: 전체 동작

15 % a.out this is test... [Parent] : Send Message : this is test... [Child] : Receive Message : this is test... [Child] : Send Message : this is test... [Parent] : Receive Message : this is test... %

16 create_pipe1.c: 학생들이 직접 읽고 해석. #include #define MAX_SIZE 50 main() { int send_fd[2], rcv_fd[2], pid=0, size=0; char send_buf[MAX_SIZE], rcv_buf[MAX_SIZE]; memset (send_buf, 0x00, MAX_SIZE); memset (rcv_buf, 0x00, MAX_SIZE); if ( pipe(send_fd) == -1 ) { perror("pipe() : "); exit(1); } if ( pipe(rcv_fd) == -1 ) { perror("pipe() : "); exit(2); }

17 if ((pid = fork()) == 0 ) {/* Child */ close(send_fd[1]); close(rcv_fd[0]); size = read(send_fd[0], rcv_buf, MAX_SIZE); printf("\t[Child] : Receive Message : %s\n", rcv_buf); write(rcv_fd[1], rcv_buf, size); printf("\t[Child] : Send Message : %s\n", rcv_buf); exit(0); } else if ( pid > 0 ) {/* Parent */ close(send_fd[0]); close(rcv_fd[1]); size = read(0, send_buf, MAX_SIZE); write(send_fd[1], send_buf, size); printf("[Parent] : Send Message : %s\n", send_buf); read(rcv_fd[0], rcv_buf, MAX_SIZE); printf("[Parent] : Receive Message : %s\n", rcv_buf); }

18 create_pipe2.c: 전체 동작

19 create_pipe2.c #include #define MAX_SIZE 50 main (int argc, char *argv[]) {int fd[2], pid=0, size=0, status=0; char buf[MAX_SIZE]; memset (buf, 0x00, MAX_SIZE); if ( pipe(fd) == -1 ) { perror("pipe() : ");exit(1); } if ( fork() == 0 ) { close(0); dup(fd[0]); close(fd[0]); close(fd[1]); size = read(0, buf, MAX_SIZE); execlp(buf, buf, (char *)NULL); perror("execlp() : ");exit(3); }

20 if ( fork() == 0 ) { close (1);dup (fd[1]); close (fd[0]);close (fd[1]); printf ("%s", argv[1]); fflush (stdout); exit(0); } close (fd[0]);close(fd[1]); while ( wait(&status) != -1 ) ; exit(0); }

21 % a.out date ( 수 ) 11:28:16 KST %

22 실습  7 page  10 ~ 12 page  16 ~ 17 page  학생들이 직접 읽고 해석한 이후에 실습  유사한 시험 문제 나올 수 있음.  19 ~ 20 page

23 Pipe 표준 라이브러리  생략

24 mknod(1)  Create a special file  Block special file  /dev/hda: hard-disk b brw-rw root disk 3, 0 Mar /dev/hda  Character special file  /dev/tty c crw-rw-rw- 1 root root 5, 0 Mar /dev/tty  FIFO  Named pipe 를 위한 파일 p prw-rw-r-- 1 egkim egkim 0 Mar 19 19:17 pipeFile  Named pipe 를 위한 special file 의 생성 % mknod pipeFile p %

25 mknod(1) 의 사용 예 : Shell % cat data 1 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 2 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 3 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz % % ls data % mknod NP p % ls NPdata % cat NP blocking until data received 1 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 2 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 3 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz % % cat data > NP send data to NP %

26 mknod(3): #include int mknod (const char *pathname, mode_t mode, dev_t dev);  Create a directory or special or ordinary file  Parameter  pathname: 경로를 포함하는 파일 이름  mode: 생성하려는 파일의 permission 및 type (“|” 로 조합 )  Type  S_IFREGS_IFCHRS_IFBLK S_IFIFO  S_IFREG ( 일반 파일 ), S_IFCHR (character special file), S_IFBLK (block special file), S_IFIFO (named pipe)  예 : mknod (“pipeFile ”, S_IFIFO | 0660, 0);  dev: FIFO 용 으로는 사용하지 않음  Return  Success : 0  Failure : -1 and errno is set

27 Named pipe 에 적용 가능한 시스템 호출들  open(2)  정규 파일에서와 동일하게 사용  clos(2)  Named pipe 로의 접근이 완료되었을 때 사용  read(2)  일반적으로 데이터가 없으면 멈춤 (block)  write(2)  일반적으로 파이프에 데이터가 꽉 차면 멈춤 (block)  lseek(2)  사용하지 않음  dup(2)  파이프로 입출력 방향을 변경 (redirection) 을 위해 사용됨  fcntl(2)  입출력을 위한 지연이 없도록 set 할 때 사용

28 Named Pipe Example: Client-Server mode

29 Client – Server Program  namedPipe.h struct message { char privfifo[15]; /* name of private named pipe */ char filename[100]; /* name of file */ }; #define PUBLIC "Public" #define LINESIZE 512 #define NUMTRIES 3

30 file_server.c #include #include "namedPipe.h" main (int argc, char *argv[]) { int fdpub, fdpriv, fd, n, i; struct message msg; char line[LINESIZE]; /* mknod(1) 을 이용하여, FIFO special file 을 만들지 않았으면 생성 */ /* 이미 만들어져 있으면, mknod(2) 에러 발생 무시 */ mknod (PUBLIC, S_IFIFO|0666, 0); if ((fdpub = open(PUBLIC, O_RDONLY)) == -1) { perror(PUBLIC);exit(1); }

31 loop: /* forever */ while (read(fdpub, (char *) &msg, sizeof(msg)) >0) { printf (“Client Request Arrived.\n”); if ((fd=open(msg.filename, O_RDONLY)) == -1) { perror(msg.filename);break; } for (i= 0; i< NUMTRIES; i++) if ((fdpriv = open(msg.privfifo, O_WRONLY|O_NDELAY)) == -1) sleep(1); elsebreak; if (fdpriv == -1) { perror (msg.privfifo);break; } while ((n=read(fd, line, LINESIZE)) > 0) write (fdpriv, line, n); close (fd);close (fdpriv); } goto loop; }

32 client.c #include #include "namedPipe.h" main (int argc, char *argv[]) { struct message msg; int n, fdpub, fdpriv; char line[LINESIZE]; sprintf (msg.privfifo, "Fifo%d", getpid()); if (mknod(msg.privfifo, S_IFIFO| 0666, 0) == -1) { perror(msg.privfifo); exit(1); }

33 if ((fdpub = open(PUBLIC, O_WRONLY)) == -1) { perror (PUBLIC);exit(2); } strcpy (msg.filename, argv[1]); write (fdpub, (char *) &msg, sizeof(msg)); if ((fdpriv = open(msg.privfifo, O_RDONLY)) ==-1) { perror (msg.privfifo);exit(3); } while ((n=read(fdpriv, line, LINESIZE)) > 0) write(1,line,n); close (fdpriv); unlink (msg.privfifo); exit(0); }

34 % gcc -o server server.c % gcc -o client client.c % % server Client Request Arrived. % cat data 1 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 2 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 3 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz % % client data 1 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 2 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 3 abcdefghijklmnopqrstuvwxyz %