Основы операционных систем. Практикум

       

Понятие FIFO. Использование системного вызова mknod() для создания FIFO. Функция mkfifo()


Как мы выяснили, доступ к информации о расположении pip'а в операционной системе и его состоянии может быть осуществлен только через таблицу открытых файлов процесса, создавшего pipe, и через унаследованные от него таблицы открытых файлов процессов-потомков. Поэтому изложенный выше механизм обмена информацией через pipe справедлив лишь для родственных процессов, имеющих общего прародителя, инициировавшего системный вызов pipe(), или для таких процессов и самого прародителя и не может использоваться для потокового общения с другими процессами. В операционной системе UNIX существует возможность использования pip'а для взаимодействия других процессов, но ее реализация достаточно сложна и лежит далеко за пределами наших занятий.

Для организации потокового взаимодействия любых процессов в операционной системе UNIX применяется средство связи, получившее название FIFO (от First Input First Output) или именованный pipe. FIFO во всем подобен pip’у, за одним исключением: данные о расположении FIFO в адресном пространстве ядра и его состоянии процессы могут получать не через родственные связи, а через файловую систему. Для этого при создании именованного pip’а на диске заводится файл специального типа, обращаясь к которому процессы могут получить интересующую их информацию. Для создания FIFO используется системный вызов mknod() или существующая в некоторых версиях UNIX функция mkfifo().

Следует отметить, что при их работе не происходит действительного выделения области адресного пространства операционной системы под именованный pipe, а только заводится файл-метка, существование которой позволяет осуществить реальную организацию FIFO в памяти при его открытии с помощью уже известного нам ситемного вызова open().

После открытия именованный pipe ведет себя точно так же, как и неименованный. Для дальнейшей работы с ним применяются системные вызовы read(), write() и close(). Время существования FIFO в адресном пространстве ядра операционной системы, как и в случае с pip’ом, не может превышать время жизни последнего из использовавших его процессов.



Функция mkfifo

Прототип функции

#include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int mkfifo(char *path, int mode);

Описание функции

Функция mkfifo предназначена для создания FIFO в операционной системе.

Параметр path является указателем на строку, содержащую полное или относительное имя файла, который будет являться меткой FIFO на диске. Для успешного создания FIFO файла с таким именем перед вызовом функции не должно существовать.

Параметр mode устанавливает атрибуты прав доступа различных категорий пользователей к FIFO. Этот параметр задается как некоторая сумма следующих восьмеричных значений:

  • 0400 – разрешено чтение для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0200 – разрешена запись для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0040 – разрешено чтение для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0020 – разрешена запись для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0004 – разрешено чтение для всех остальных пользователей;
  • 0002 – разрешена запись для всех остальных пользователей.


При создании FIFO реально устанавливаемые права доступа получаются из стандартной комбинации параметра mode и маски создания файлов текущего процесса umask, а именно – они равны (0777 & mode) & ~umask.

Возвращаемые значения

При успешном создании FIFO функция возвращает значение 0, при неуспешном – отрицательное значение.
Важно понимать, что файл типа FIFO не служит для размещения на диске информации, которая записывается в именованный pipe. Эта информация располагается внутри адресного пространства операционной системы, а файл является только меткой, создающей предпосылки для ее размещения.

Не пытайтесь просмотреть содержимое этого файла с помощью Midnight Commander (mc)!!! Это приведет к его глубокому зависанию!



Когда все процессы, работающие с FIFO, закрывают все файловые дескрипторы, ассоциированные с ним, система освобождает ресурсы, выделенные под FIFO. Вся непрочитанная информация теряется. В то же время файл-метка остается на диске и может использоваться для новой реальной организации FIFO в да льнейшем.





Использование системного вызова mknod для создания FIFO

Прототип системного вызова

#include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int mknod(char *path, int mode, int dev);

Описание системного вызова

Нашей целью является не полное описание системного вызова mknod, а только описание его использования для создания FIFO. Поэтому мы будем рассматривать не все возможные варианты задания параметров, а только те из них, которые соответствуют этой специфической деятельности.

Параметр dev является несущественным в нашей ситуации, и мы будем всегда задавать его равным 0.

Параметр path является указателем на строку, содержащую полное или относительное имя файла, который будет являться меткой FIFO на диске. Для успешного создания FIFO файла с таким именем перед вызовом существовать не должно.

Параметр mode устанавливает атрибуты прав доступа различных категорий пользователей к FIFO. Этот параметр задается как результат побитовой операции "или" значения S_IFIFO, указывающего, что системный вызов должен создать FIFO, и некоторой суммы следующих восьмеричных значений:

  • 0400 – разрешено чтение для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0200 – разрешена запись для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0040 – разрешено чтение для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0020 – разрешена запись для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0004 – разрешено чтение для всех остальных пользователей;
  • 0002 – разрешена запись для всех остальных пользователей.


При создании FIFO реально устанавливаемые права доступа получаются из стандартной комбинации параметра mode и маски создания файлов текущего процесса umask, а именно – они равны (0777 & mode) & ~umask.

Возвращаемые значения

При успешном создании FIFO системный вызов возвращает значение 0, при неуспешном – отрицательное значение.
<




Функция mkfifo

Прототип функции

#include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int mkfifo(char *path, int mode);

Описание функции

Функция mkfifo предназначена для создания FIFO в операционной системе.

Параметр path является указателем на строку, содержащую полное или относительное имя файла, который будет являться меткой FIFO на диске. Для успешного создания FIFO файла с таким именем перед вызовом функции не должно существовать.

Параметр mode устанавливает атрибуты прав доступа различных категорий пользователей к FIFO. Этот параметр задается как некоторая сумма следующих восьмеричных значений:

  • 0400 – разрешено чтение для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0200 – разрешена запись для пользователя, создавшего FIFO;
  • 0040 – разрешено чтение для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0020 – разрешена запись для группы пользователя, создавшего FIFO;
  • 0004 – разрешено чтение для всех остальных пользователей;
  • 0002 – разрешена запись для всех остальных пользователей.


При создании FIFO реально устанавливаемые права доступа получаются из стандартной комбинации параметра mode и маски создания файлов текущего процесса umask, а именно – они равны (0777 & mode) & ~umask.

Возвращаемые значения

При успешном создании FIFO функция возвращает значение 0, при неуспешном – отрицательное значение.
Важно понимать, что файл типа FIFO не служит для размещения на диске информации, которая записывается в именованный pipe. Эта информация располагается внутри адресного пространства операционной системы, а файл является только меткой, создающей предпосылки для ее размещения.

Не пытайтесь просмотреть содержимое этого файла с помощью Midnight Commander (mc)!!! Это приведет к его глубокому зависанию!


Содержание раздела