04 - ipcbosio/HMEE209/CM_2015_2016/04 - ipc.pdf · Inter Process Communication sous UNIX/LINUX...

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Agenda

n  Inter Process Communication sous UNIX/LINUX

Introduction

n  On est capable de créer n processus n  Comment échanger des données entre

processus ? n  Comment le synchroniser ?

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Introduction

wait

père fils

fork

Synchronisation

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Introduction

wait

père fils

fork

père

fork

?

fils

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Signals

n  Software Interrupt n  One signal is one event send to a process

n  Error condition, illegal instruction, … n  Used for communication between processes n  signal.h defines signals name

SIGABORT Process abort SIGALARM Alarm clock SIGFPE FP exception SIGHUP Hangup SIGILL Illegal instruction SIGINT Terminal interrupt SIGKILL Kill (non maskerable) SIGPIPE Write on a pipe with no reader SIGQUIT Terminal quit SIGSEGV Invalid memory segment access SIGTERM Termination SIGUSR1 User-defined signal 1 SIGUSR2 User-defined signal 2 SIGCHLD Child process stopped or exited

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kill

n  Send (from the shell) one signal to a process: kill -SIGINT 123 n  If the process has not been programmed

to manage the signal, then the process will be terminated

n  Specify the signal handler

signal ( )

#include <signal.h> void (*signal (int sig, void (*func)(int)))(int);

n  signal allows to set the signal handler n  2 parameters:

n  sig: signal to capture n  func: the function to execute when the signal is

received, the function has only one parameter int

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signal ( )

n  Two special signals n  SIG_IGN: ignore the signal n  SIG_DFL: use default handler

Exemple

n  ./example/signal/ex1.c

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kill ( )

#include <sys/types.h> #include <signal.h>

int kill (pid_t pid, int sig);

n  Send a signal to one process n  The two processes must have the same

UID

alarm ( )

#include <unistd.h> unsigned int alarm(unsigned int seconds);

n  Send SIGALARM after seconds seconds

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Exemple

n  ./example/signal/ex2.c

PIPE (Tube)

n  A PIPE corresponds to a data flow between two processes

n  Each process uses one part of the pipe

P1 P2

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pipe ( ) #include <unistd.h> int pipe (int fd[2]);

n  fd contains the two file descriptor n  fd[1] write to pipe n  fd[0] read from pipe

n  returns: n  0 OK n  -1 Error

Fonctions read () write ()

n  Réception des données n  int read(int sockfd, char *buf, int count);

n  read lit jusqu'à count octets depuis le descripteur de socket dans le buffer pointé par buf.

n  read renvoie -1 s'il échoue, sinon read renvoie le nombre d'octets lus

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Fonctions read () write ()

n  Transmission des données n  int write(int sockfd, char *buf, int count);

n  write écrit jusqu'à count octets dans le fichier associé au descripteur sockfd depuis le buffer pointé par buf

n  write renvoie le nombre d'octets écrits (0 signifiant aucune écriture), ou -1 s'il échoue.

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Close ()

n  int close(int id);

n  close ferme le descripteur id, n  close renvoie 0 s'il réussit, ou -1 en cas

d'échec

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pipe & fork

n  Childs processes have the same file descriptors of the father

n  One pipe (open) allows the communication between father and child process

PIPE



P1 P2

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11

PIPE



P1 P2

PIPE



P1 P2

P1 P2

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12

Exemple

n  ./example/pipe/ex1.c

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Synchronisation avec Pipe

père

fork

read

write

fils

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Exercice

n  Exercice: n  implémenter en langage C le

prog correspondant au schéma de synchronisation

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père

fork

read

write

fils

Exercice

n  Solution n  ./example/pipe/ex2.c

26

père

fork

read

write

fils

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Mémoire partagée

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COD

E D

ATA

P1

Mémoire partagée

28

COD

E D

ATA

P1 fork()

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15

Mémoire partagée

29

COD

E D

ATA

P1 fork()

COD

E D

ATA

P2

Mémoire partagée

30

…

…

…

…

…

P1 P2

Processes Queue

RAM

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Mémoire partagée

n  La mémoire partagée est la forme de IPC la plus rapide n  tous les processus partagent la même

mémoire. n  ne nécessite pas d'appel système.

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Mémoire partagée

32

COD

E D

ATA

P1

COD

E D

ATA

P2

SHM

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17

Mémoire partagée

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…

…

…

P1 P2

Processes Queue

RAM

Mémoire partagée

n  Utilisation n  Allocation de la mémoire

n  shmget!

n  Attachement de la mémoire n  Permet d’utiliser la mémoire partagée n  shmat!

n  De-allocation de la mémoire n  shmctl!

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Debug

n  Command ipcs –m

IPC status from <running system> as of Thu Oct 11 10:39:13 CEST 2012!T ID KEY MODE OWNER GROUP!Shared Memory:!m 65536 0x0000162e --rw-rw-rw- albertobosio staff!

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Exemple

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n  Program n  ./example/shared_mem/exemple1.c

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Mémoire partagée

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Return

int shmget(key_t key, int size,int shmflg); Summary

2 Manual Section

<sys/ipc.h> <sys/shm.h>

Include File(s)

Sets errno Failure Success

Yes -1 Shared memory identifier.

Mémoire partagée

n  int shmget(key_t key, int size,int shmflg); n  Son premier paramètre est une clé entière qui

indique le segment à créer. n  Des processus sans lien peuvent accéder au même

segment partagé en spécifiant la même valeur de clé, ce qui provoquerait un conflit.

n  Utiliser la constante spéciale IPC_PRIVATE comme valeur de clé garantit qu'un nouveau segment mémoire est créé.

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Mémoire partagée

n  int shmget(key_t key, int size,int shmflg); n  Le second paramètre indique le nombre d'octets

du segment.

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Mémoire partagée n  int shmget(key_t key, int size,int shmflg);

n  Le troisième paramètre est un ou binaire entre des indicateurs décrivant les options demandées à shmget.

n  IPC_CREAT : Demande la création d'un nouveau segment.

n  IPC_EXCL : utilisé avec IPC_CREAT n  Provoque l'échec de shmget si la clé de segment

spécifiée existe déjà. n  Si cette option n'est pas précisée et que la clé d'un

segment existant est utilisé, shmget renvoie le segment existant au lieu d'en créer un nouveau.

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Mémoire partagée n  Indicateurs de mode : Cette valeur spécifie les permissions du

propriétaire, du groupe et des autres utilisateurs pour contrôler l'accès au segment

n  Par exemple, S_IRUSR et S_IWUSR spécifient des permissions de lecture et écriture pour le propriétaire du segment de mémoire partagée et S_IROTH et S_IWOTH spécifient des permissions de lecture et écriture pour les autres utilisateurs.

shmget (IPC_PRIVATE, !shared_segment_size, !IPC_CREAT | IPC_EXCL | S_IRUSR | S_IWUSR);!

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Mémoire partagée

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Return

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); Summary

2 Manual Section


Include File(s)


Yes -1 0

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Mémoire partagée

n  Le premier paramètre est l'identifiant d'un segment de mémoire partagée.

n  Pour obtenir des informations sur un segment de mémoire partagée, passez IPC_STAT comme second argument et un pointeur vers une struct shmid_ds.

n  Pour supprimer un segment, passez IPC_RMID comme second argument et NULL comme troisième argument. Le segment est supprimé lorsque le dernier processus qui l'a attaché le détache.

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Mémoire partagée

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Return

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); Summary

2 Manual Section


Include File(s)


Yes -1 Reference to the data segment

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Mémoire partagée

n  Première argument est l'identifiant de mémoire partagée SHMID renvoyé par shmget.

n  Le second argument est un pointeur qui indique l’adresse mémoire que vous voulez associer à la mémoire partagée n  NULL: Linux sélectionnera une adresse disponible.

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Mémoire partagée

n  Le troisième argument est un indicateur, qui peut prendre une des valeurs suivantes: n  SHM_RDONLY indique que le segment sera

uniquement lu, pas écrit. n  0 lecture et ecriture

n  Si l'appel se déroule correctement, il renvoie l'adresse du segment partagé attaché. n  Les processus fils créés par des appels à fork

héritent des segments partagés attachés; il peuvent les détacher s'ils le souhaitent.

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Exemple

n  /example/shared_mem n  shm_server.c n  shm_client.c

n  /example/shared_mem n  shm_server_fork_client.c

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