SistComp 2014 TP Pipes III

Sistemas de Computadores

PipesLuis Lino Ferreira, Luis Miguel Pinho, Orlando Sousa, Luis Nogueira

Maro de 2014

Descritores de ficheiros

Cada processo pode manipular ao mesmo

tempo um certo nmero de ficheiros que

tenha aberto

A manipulao desses ficheiros faz-se no

pelo nome do ficheiro mas pelo descritor do ficheiro

Este um inteiro que vai ser usado pelo

sistema operativo como ndice para uma

tabela onde est a informao de cada

ficheiro

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Lus Lino Ferreira, Maria Joo Viamonte2


Quando um programa se inicia j esto

abertos os ficheiros correspondentes ao

standard input, standard output e standard

error

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Os descritores de ficheiros podem ser mudados

para realizarem operaes de comunicao

entre processos

Cada processo possui a sua tabela individual de

descritores de ficheiro

Os descritores de ficheiros so copiados

quando se faz um fork e (normalmente) so

preservados num exec

Desta forma um processo pode passar para

outros (gerados por si), descritores j prontos a

utilizar

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Um processo pode abrir o mesmo ficheiro

duas vezes, tendo como resultado dois

descritores diferentes

Se dois processos diferentes abrirem o

mesmo ficheiro, no h garantia que nos dois

processos, o mesmo ficheiro receba o

mesmo descritor

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Pipes Um pipe pode ser considerado um canal de

comunicao que liga dois processos e permite

um fluxo de informao unidireccional (half-

duplex)

Do ponto de vista do programador, o interface

usado igual aos ficheiros

Os descritores de um pipe so idnticos aos dos

ficheiros - as primitivas de leitura e escrita so os

habituais read e write

Um pipe um vector de inteiros de duas posies

Posio 0 - Leitura

Posio 1 - Escrita

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Pipe

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Pipe

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Processo 1 abcd Processo 2Fd[0]Fd[1]

popen()

FILE *popen(const char *prog, const char

*modo)

Permite que um programa execute outro (*prog) sendo

possvel enviar ou receber dados desse programa

O modo pode ser r (leitura) ou w (escrita)

Se o modo for de leitura, o programa actual pode ler os

dados de sada do programa atravs do stdio.h

ex: fread, fscanf

Se o modo for de escrita, o programa pode enviar dados

para o programa invocado atravs das mesmas funes

ex: fwrite, fprintf

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popen()

int pclose(FILE *apontador)

Fecha o ficheiro

int fread(void *ptr, size_t size,

size_t count, FILE * stream)

L um vetor com count elementos, cada um com

size de tamanho, do ficheiro stream e

armazena-o no buffer ptr.

Nota: o fwrite() similar

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Exemplo popen

int d;

FILE *executa;

char buffer[81];

executa = popen("sort fich.txt", "r");

/* Enquanto existem dados para ler, l esses dados e imprime-os

no monitor */

while ((d = fread(buffer, sizeof(char), 80, executa))) {

buffer[d] = \0;

printf("%s", buffer);

}

pclose(executa); /* fecha o descritor */

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Executa o comando sort fich.txt e permiteler o seu resultado

O \0 serve apenas para indicar o fim da

string a ser impressa

Termina o ciclo quando fread retornar 0, i.e.

o pipe foi fechado.

Funes de Manipulao de pipes

int pipe(int fd[2])

Cria um pipe

Retorna

0 se criou o pipe com sucesso

- 1em caso de erro

Devolve dois descritores

um representa a extremidade de escrita - fd[1]

outro representa a extremidade de leitura - fd[0]

Para operaes de leitura ou escrita so

utilizadas as funes read e write

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int dup(int descr)

duplica o canal de comunicao canal (um

descritor de ficheiros)

O sistema operativo percorre a tabela de

descritores de ficheiros procura de uma posio

livre. Quando a encontra, duplica, nessa posio, o descritor de ficheiros descr, devolvendo a

posio encontrada

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int dup2(int descr1, int descr2)

Associa ao descritor de ficheiros descr2 o mesmo

ficheiro que o descr1 referencia

int read(int descr, void *b, int

n_bytes)

L do ficheiro/pipe apontado por descr,

n_bytes, para o buffer b

Retorna o nmero de bytes lidos com sucesso

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int write(int descr, void *b, int

n_bytes)

Escreve no ficheiro/pipe apontado por descr,

n_bytes, do buffer b

Retorna o nmero de bytes escritos com sucesso

close(descr)

Fecha o ficheiro apontado por descr ( libertada

uma entrada da tabela de descritores de ficheiros)

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Funcionamento de um pipe

pipe funciona como uma estrutura do tipo FIFO

Se for efectuada uma leitura (read), podem

acontecer duas situaes:

O pipe est vazio, originando o bloqueamento do

processo at que seja possvel efectuar o read

Ou o pipe no est vazio, sendo possvel efectuar o read.

Se forem lidos n bytes, ento os primeiros n bytes do pipe

so removidos

Ao contrrio dos ficheiros, os dados ao serem lidos,

desaparecem do pipe!

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Funcionamente de um pipe

(cont.) Ao ser efectuada uma escrita (write), podem

acontecer duas situaes:

Os dados no cabem no pipe, originando o

bloqueamento do processo de escrita, at que

seja feito um read do outro lado do pipe

Ou, os dados cabem no pipe e o write no

bloqueia

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Pipes + Processos

Nos casos em queremos processos a

comunicar entre si, o pai deve criar o pipe

antes de criar os filhos, de modo a que o filho

herde os descritores do pai, para ter acesso ao pipe

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Pipes

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Exemploint estado, dados[2];

pid_t pid;

char res[50], buffer[50] =

"Primeira experiencia com pipes";

pipe(dados);

pid = fork();

if (pid > 0) { //Pai

close(dados[0]);

write(dados[1], buffer,

sizeof(buffer) );

close(dados[1]);

wait(&estado);

} //fim Pai

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else { //Filho

close(dados[1]);

read(dados[0], res, sizeof(res));

printf("O filho leu do pipe a

string: %s\n", res);

close(dados[0]);

}

return (0);

Exemplo com dup2

int dados[2], estado, d;

pid_t pid;

char buffer[81];

pipe(dados);

if ((pid = fork() == 0)) {

close(dados[0]);

dup2(dados[1], 1);

close(dados[1]);

execlp("sort", "sort",

"fich.txt", NULL);

}

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else { /* PAI */

close(dados[1]);

while ((d = read(dados[0],

buffer, 80))) {

buffer[d] = \0;

printf("%s", buffer);

}

wait(&estado);

}

Duplica o descriptor de escrita para

o do pipe. I.e. qualquer printf vai

para ao stdout

Exerccio

Faa um programa que crie um processo e:

O processo pai envia o contedo do ficheiro

fich.txt ao processo filho

O processo filho l esses dados atravs de um

pipe e escreve o que recebeu no monitor

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