pipes
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Pipes. ARISO 2 Rubén Barrio Guerrero Escola Tècnica Superior d’Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona ( Universitat Politècnica de Catalunya). Licencia Creative Commons. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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PipesARISO 2
Rubén Barrio GuerreroEscola Tècnica Superior d’Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona
(Universitat Politècnica de Catalunya)
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PipesComunicación entre Procesos
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Los procesos no comparten memoria
Interesa que los procesos puedan pasarse información
El SO debe ofrecer mecanismos para:◦ Envío/Recepción de información◦ Sincronización
Comunicación entre procesos
CódigoP1
Datos P1
Pila P2
Memoria
CódigoP2
Datos P2
Pila P2
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Comunicación
◦ Envío/recepción de información Un proceso envía información a otro proceso Ambos procesos conocen el formato de la información SO: ficheros, pipes, named pipes, sockets
◦ Sincronización Un proceso avisa de la finalización de una tarea necesaria
para que otro proceso (o él mismo) puedan realizar otra tarea
No hay información relacionada, solamente es un aviso (evento)
SO: signals, pipes, sockets
Comunicación entre procesos
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PipesTeoría
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Una pipe es un buffer circular de bytes Sirve para comunicar 2+ procesos entre sí
Los datos que se leen de la pipe desaparecen
Dependiendo de la implementación pueden ser:◦ Unidireccionales: solo se puede leer o solo escribir◦ Bidireccionales: se puede leer y escribir
Pipe
desaparece crece
escrituralectura
PIPE
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Tipos de Pipes◦ Named Pipes◦ [Unnamed] Pipes
Procesos emparentados◦ Pipes◦ Named pipes
Procesos NO emparentados◦ Named pipes
Pipe
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Utilizadas por dos procesos cualquiera◦ Emparentados o no
Tienen una representación en el sistema de ficheros◦ Crear un fichero especial (named_pipe)
Solamente es necesario crear una vez este fichero◦ Se abre como un fichero normal (open)◦ Se trabaja con él como si fuese un fichero normal
(read, write, close)
Named Pipes
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int mknod (char *nompipe, int mode, dev_t device)
Crea un dispositivo (genérico), lo usaremos sólo para pipes◦ nompipe: nombre que tendrá el fichero tipo pipe◦ mode: indica que es una pipe y las protecciones del fichero◦ device: no es necesario ponerlo en el caso de una pipe◦ Devuelve 0 si OK y –1 si ERROR
Ejemplo: mknod(“mi_pipe”,S_IFIFO|0666,0)
Después ya se puede abrir como un fichero normal:
Ejemplo: open(“mi_pipe”, O_RDONLY)
Named Pipes
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Necesitan 1+ lector y 1+ escritor 2 opens en 2 procesos diferentes
◦ open (“nam_pip”, O_RDONLY)◦ open (“nam_pip”, O_WRONLY)
Named Pipes
struct files_stru
ct
struct files_stru
ct
struct dentry
d_count d_iname
2
struct inode
d_count d_iname
1Tabla de canales
Tabla de ficheros abiertos Tabla de i-nodos virtuales
struct file
f_count f_pos, f_mode,
1 RD
1 WR
I-nodo especial para
NAMED PIPES
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Utilizadas por dos procesos emparentados◦ Padre-hijo, padre-nieto, hermano-hermano
No tienen representación en el sistema de ficheros
Son buffers en memoria del SO Se crea y se abre a la vez
Pipes [Unnamed]
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int pipe (int fd[2]); Llamada a sistema que devuelve dos canales ya
abiertos◦ Abre dos canales de acceso a una pipe
fd[0] canal de sólo lectura fd[1], canal de sólo escritura Devuelve 0=OK, -1=Error
Lo que se escribe en fd[1] se lee por fd[0]
Pipes [Unnamed]
write(fd[1],...) read(fd[0],...)
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Necesitan 1+ lector y 1+ escritor◦ int fds[2];◦ pipe(fds);
Pipes [Unnamed]
struct files_stru
ct
Tabla de ficheros abiertos
struct file
f_count f_pos, f_mode,
1 RD
1 WR
Tabla de canales
Buffers de SO
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Open: bloquea hasta que exista la pareja◦ Solo se usa open con named pipes
Read (Si la pipe está vacía):◦ Si ningún proceso la tiene abierta para
escritura devuelve 0◦ Si existe ESCRITOR nos bloqueamos hasta:
Alguien escriba Se desbloquea y lee lo escrito
Los ESCRITORES desaparecen Devuelve 0
Llamadas a sistema E/S
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Write:◦ Si escribimos en una pipe que no tiene lectores
devuelve –1 y errno=EPIPE y el proceso recibe un evento (signal) SIGPIPE
◦ Si la pipe está llena el proceso se bloquea
Lseek◦ No se aplica a las pipes
Llamadas a sistema E/S
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PipesEjercicios solucionados
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Escribe un programa donde un proceso reciba 2 ficheros como parámetros. Este leerá el fichero de entrada (1er parámetro) y enviará todos los bytes leídos a un segundo proceso mediante una PIPE.
El segundo proceso escribirá un fichero (2º parámetro) solo con las vocales que reciba por la pipe, desechando las demás.
Ejercicio 1
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Ejercicio 1main(){ int pid,fd1,fd2,pipefd[2];char c;pipe(pipefd);pid = fork();if (pid > 0) {close(pipefd[0]);fd1 = open(argv[1], O_RDONLY);while(read(fd1, &c, 1)>0){ write(pipefd[1], &c, 1); }close(fd1);close(pipefd[1]);
}
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Ejercicio 1else {
close(pipefd[1]);fd2 = open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|
O_TRUNC,0600);while (read(pipefd[0],&c,1) > 0) { if ((c=='a')||(c=='e') /* || .. */ )
{ write(fd2,&c,1); } }close(fd2);close(pipefd[0]);
}}
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Escribe un programa que cree tantos hijos como se le indique (1er parámetro). Cada hijo le enviará al padre su PID mediante una PIPE y luego morirá. El padre escribirá en un fichero (2º parámetro) de manera explicativa todos los identificadores que le lleguen por la PIPE.
Ejercicio 2
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Ejercicio 2main(int argc, char *argv[]) {
int fd[2], hijos, i, fd2, pid;char s[80];hijos=atoi(argv[1]);if (pipe(fd) < 0) { exit(0); }
for (i=0; i<hijos; i++) {
switch (fork()) {case -1: printf(“Error fork”); exit(0);case 0: pid=getpid();
write(fd[1], &pid, sizeof(pid));close(fd[0]);close(fd[1]);exit(0);
}}
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Ejercicio 2close(fd[1]);
fd2=open(argv[2], O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0600);for (i=0; i<hijos; i++)
{read(fd[0], &pid, sizeof(pid));sprintf(s, "Pid leido = %d\n", pid);write(fd2, s, strlen(s));}
close(fd[0]); close(fd2);}
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Escribe un programa que emule el comportamiento del shell de manera que pueda enlazar con una PIPE dos comandos.
> comando1 | comando2
> ./ejer1 comando1 comando2
Ejercicio 3
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Ejercicio 3int main(int argc,char **argv){ int fd[2]; pipe(fd); if (fork() == 0) { close(0); dup(fd[0]); close(fd[0]); close(fd[1]); execlp(argv[2], argv[2], NULL); exit(0); } if (fork() == 0) { close(1); dup(fd[1]); close(fd[0]); close(fd[1]); execlp(argv[1], argv[1], NULL); exit(0); }
close(fd[0]); close(fd[1]); wait(NULL); wait(NULL);}
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Escribe un programa donde un proceso reciba 2 ficheros como parámetros. Este leerá el fichero de entrada (1er parámetro) y enviará todos los bytes leídos a un segundo proceso mediante una NAMED_PIPE.
El segundo proceso escribirá un fichero (2º parámetro) solo con las vocales que reciba por la pipe, desechando las demás.
Ejercicio 1 v. Named
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Ejercicio 1 v. Namedmain(){ int pid,fd1,fd2,fdpipe;char c;mknod("ej1.pipe",S_IFIFO|0666,0);pid = fork();if (pid > 0) {
fd1 = open(argv[1], O_RDONLY);fdpipe = open("ej1.pipe", O_WRONLY);while(read(fd1, &c, 1)>0)
{ write(fdpipe, &c, 1); }close(fd1);close(fdpipe);
}
![Page 29: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/29.jpg)
Ejercicio 1 v. Namedelse {
fd2 = open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0600);
fdpipe = open("ej1.pipe", O_RDONLY);while (read(fdpipe,&c,1) > 0) { if ((c=='a')||(c=='e') /* || .. */ )
{ write(fd2,&c,1); } }close(fd2);close(fdpipe);
}}
![Page 30: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/30.jpg)
Como pasarías información de un proceso a otro lanzados en shells diferentes? Queriendo simular la siguiente operación.
> ls –lisa | sort
Ejercicio 4
![Page 31: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/31.jpg)
Escribe un programa donde un padre (viejo) genere tantos hijos (palomas) como reciba en su primer parámetro.
El viejo tirará 100 granos de maíz para alimentar a las palomas. Las palomas deben competir por el alimento, de manera que cada grano de maíz solo puede ser “comido” por una paloma.
Al final, el abuelo espera a que las palomas se coman todo el maíz antes de irse.
Cada paloma se quedará comiendo hasta que no haya más maíz, una vez finalizada la papelina, anunciará cuantos granos ha comido y emprenderá el vuelo.
Ejercicio 5
![Page 32: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/32.jpg)
Ejercicio 5int main (int arvc, char *argv[]){ int num,pipefd[2],i,val,total=0,pid;
char c;num=atoi(argv[1]);pipe(pipefd);
for(i=0;i<num;i++) {pid = fork();if (pid==0) { close(pipefd[1]); do {num=read(pipefd[0],&val,sizeof(int));if(num>0) total=total+val; } while(num>0); close(pipefd[0]); printf("Hijo %d (%d): %d\n",i,getpid(),total);
exit(0); }}
![Page 33: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/33.jpg)
Ejercicio 5 close(pipefd[0]); val=1; for(i=0;i<100;i++) { write(pipefd[1],&val,sizeof(int)); } close(pipefd[1]); for(i=0;i<num;i++) wait(NULL);
}
![Page 34: Pipes](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062810/56815b22550346895dc8e56c/html5/thumbnails/34.jpg)
Que habría que cambiar para que las palomas no dijesen nada (printfs), y fuese el viejo el que escribiese cuantos granos ha comido cada paloma?
Ejercicio 5