9 파이프

학습목표 파이프를 이용한 IPC 기법을 이해한다. 이름 없는 파이프를 이용해 통신프로그램을 작성할 수 있다. 이름 있는 파이프를 이용해 통신프로그램을 작성할 수 있다.

목차 파이프의 개념 이름없는 파이프 만들기 복잡한 파이프 생성 양방향 파이프 활용 이름있는 파이프 만들기

파이프(Pipe) 개요 (1) 파이프(Pipe) 두 프로세스간에 통신할 수 있도록 해주는 특수 파일 일반적으로 “이름없는 파이프(anonymous pipe)”를 의미 이름 없는 파이프는 부모-자식 프로세스 간의 통신에 주로 사용 기본적으로 단방향 통신을 지원 독립적인 프로세스 간의 통신에는 이름있는 파이프(Named Pipe)를 사용

파이프(Pipe) 개요 (2) 간단한 파이프 생성 : 고수준 라이브러리 함수 파이프 생성: popen(3) command : 쉘 명령 mode : “r”(읽기전용 파이프) 또는 “w”(쓰기전용 파이프) fork 함수를 실행하여 자식 프로세스를 생성하고, command에서 지정한 명령을 exec 함수로 실해하여 자식 프로세스가 수행하도록 함. 파이프 생성모드는 부모 프로세스 관점에서 지정 파이프 닫기: pclose(3) 파이프를 닫고, 자식 프로세스들이 종료할 때까지 기다리다가 반환 반환값으로 자식 프로세서의 종료 상태(exit status)을 반환 #include <stdio.h> FILE *popen(const char *command, const char *mode); #include <stdio.h> int pclose(FILE *stream);

[예제 9-1] popen 함수 사용하기(쓰기 전용) ex9_1.c ... 04 int main(void) { 05 FILE *fp; 06 int a; 07 08 fp = popen("wc -l", "w"); 09 if (fp == NULL) { 10 fprintf(stderr, "popen failed\n"); 11 exit(1); 12 } 13 14 for (a = 0; a < 100; a++) 15 fprintf(fp, "test line\n"); 16 17 pclose(fp); 18 19 return 0; 20 } “w”모드로 파이프 생성하고, 자식프로세스는 wc –l 명령 수행 자식 프로세스로 출력 결과는 무엇일까?

[예제 9-2] popen 함수 사용하기(읽기 전용) ex9_2.c ... 04 int main(void) { 05 FILE *fp; 06 char buf[256]; 07 08 fp = popen("date", "r"); 09 if (fp == NULL) { fprintf(stderr, "popen failed\n"); 11 exit(1); 12 } 13 14 if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL) { 15 fprintf(stderr, "No data from pipe!\n"); 16 exit(1); 17 } 18 19 printf("line : %s\n", buf); 20 pclose(fp); 21 22 return 0; 23 } 자식 프로세스는 date 명령 실행 읽기모드로 파이프생성 파이프에서 데이터 읽기 # ex9_2.out line : 2010년 2월 5일 금요일 오후 11시 20분 40초

복잡한 파이프 생성 (1) 파이프 만들기: pipe(2) pipe 함수로 통신과정 파이프로 사용할 파일기술자 2개를 인자로 지정 fildes[0]는 읽기용, fildes[1]은 쓰기용 파일 기술자 pipe 함수로 통신과정 piep 함수를 호출하여 파이프로 사용할 파일기술자 생성 #include <unistd.h> int pipe(int fildes[2]);

복잡한 파이프 생성 (2) pipe 함수로 통신과정 (계속) 2. fork 함수로 자식 프로세스 생성. pipe도 자식 프로세스로 복사됨 3. 통신방향 결정(파이프는 기본적으로 단방향) 파이프를 이용한 통신에서 동기화 문제는?

[예제 9-3] pipe 함수 사용하기(1) ... 06 int main(void) { 07 int fd[2]; ex9_3.c ... 06 int main(void) { 07 int fd[2]; 08 pid_t pid; 09 char buf[257]; int len, status; 11 12 if (pipe(fd) == -1) { 13 perror("pipe"); 14 exit(1); 15 } 16 17 switch (pid = fork()) { 18 case -1 : 19 perror("fork"); 20 exit(1); 21 break; 1. 파이프 생성 2. fork로 자식 프로세스 생성

[예제 9-3] pipe 함수 사용하기(1) 22 case 0 : /* child */ 23 close(fd[1]); ex9_3.c 22 case 0 : /* child */ 23 close(fd[1]); 24 write(1, "Child Process:", 15); 25 len = read(fd[0], buf, 256); 26 write(1, buf, len); 27 close(fd[0]); 28 break; 29 default : 30 close(fd[0]); 31 buf[0] = '\0'; 32 write(fd[1], "Test Message\n", 14); 33 close(fd[1]); 34 waitpid(pid, &status, 0); 35 break; 36 } 37 38 return 0; 39 } C4. 자식 프로세스는 파이프에서 읽을 것이므로 쓰기용 파일기술자(fd[1])를 닫는다. C5. 파이프에서 읽기 P4. 부모 프로세스는 파이프에 쓸 것이므로 읽기용 파일기술자(fd[0])를 닫는다. P5. 파이프에 텍스트를 출력 # ex9_3.out Child Process:Test Message

[예제 9-4] pipe 함수 사용하기(2) ps –ef | grep telnet 동작 구현 ... ex9_4.c ps –ef | grep telnet 동작 구현 ... 06 int main(void) { 07 int fd[2]; 08 pid_t pid; 09 10 if (pipe(fd) == -1) { 11 perror("pipe"); 12 exit(1); 13 } 14 15 switch (pid = fork()) { 16 case -1 : 17 perror("fork"); 18 exit(1); 19 break; 20 case 0 : /* child */ 21 close(fd[1]); 22 if (fd[0] != 0) { 23 dup2(fd[0], 0); 24 close(fd[0]); 25 } 파이프 생성 fd[0]에 0번(표준입력)을 복사 자식프로세스는 파이프 입력으로 0번 사용

[예제 9-4] pipe 함수 사용하기(2) ex9_4.c 26 execlp("grep", "grep", "telnet", (char *)NULL); 27 exit(1); 28 break; 29 default : 30 close(fd[0]); 31 if (fd[1] != 1) { 32 dup2(fd[1], 1); 33 close(fd[1]); 34 } 35 execlp("ps", "ps", "-ef", (char *)NULL); 36 wait(NULL); 37 break; 38 } 39 40 return 0; 41 } grep telnet 명령 실행 fd[1]에 1번(표준출력)을 복사 부모로세스는 파이프 출력으로 1번 사용 ps -ef 명령 실행 # ex9_4.out root 1568 342 0 2ਘ 08 ? 0:00 /usr/sbin/in.telnetd root 1576 342 0 2ਘ 08 ? 0:00 /usr/sbin/in.telnetd root 2763 342 0 2ਘ 10 ? 0:00 /usr/sbin/in.telnetd root 3782 3781 0 09:40:12 pts/3 0:00 grep telnet

양방향 파이프의 활용 양방향 통신 파이프는 기본적으로 단방향이므로 양방향 통신을 위해서는 파이프를 2개 생성한다.

[예제 9-5] 양방향 통신하기 ... 07 int main(void) { 08 int fd1[2], fd2[2]; ex9_5.c ... 07 int main(void) { 08 int fd1[2], fd2[2]; 09 pid_t pid; 10 char buf[257]; 11 int len, status; 12 13 if (pipe(fd1) == -1) { 14 perror("pipe"); 15 exit(1); 16 } 17 18 if (pipe(fd2) == -1) { 19 perror("pipe"); 20 exit(1); 21 } 22 23 switch (pid = fork()) { 24 case -1 : 25 perror("fork"); 26 exit(1); 27 break; 파이프 2개를 생성하기위해 배열2개 선언 파이프 2개 생성

[예제 9-5] 양방향 통신하기 ex9_5.c 28 case 0 : /* child */ 29 close(fd1[1]); 31 write(1, "Child Process:", 15); 32 len = read(fd1[0], buf, 256); 33 write(1, buf, len); 34 35 strcpy(buf, "Good\n"); 36 write(fd2[1], buf, strlen(buf)); 37 break; 38 default : 39 close(fd1[0]); 40 close(fd2[1]); 41 buf[0] = '\0'; 42 write(fd1[1], "Hello\n", 6); 43 44 write(1, "Parent Process:", 15); 45 len = read(fd2[0], buf, 256); 46 write(1, buf, len); 47 waitpid(pid, &status, 0); 48 break; 49 } 50 51 return 0; 52 } 자식 프로세스 fd1[0]으로 읽기 fd2[1]로 쓰기 부모 프로세스 fd1[1]로 쓰기 fd2[0]으로 읽기 # ex9_5.out Child Process:Hello Parent Process:Good

이름 있는 파이프 (1) 이름 있는 파이프 (Named Pipe) 부모-자식간이 아닌 독립적인 프로세스 간에 통신하기 위해서는 이름 있는 파이프 사용 이름 있는 파이프는 FIFO라고도 함 FIFO로 사용할 특수파일을 명령이나 함수로 먼저 생성해야함

이름 있는 파이프 (2) 명령으로 FIFO 파일 생성 mknod 명령 mkfifo명령 mknod 파일명 p # mknod HAN_FIFO p # ls -l HAN_FIFO prw-r--r-- 1 root other 0 2월 13일 12:21 HAN_FIFO # ls -F HAN_FIFO| FIFO 표시 /usr/bin/mkfifo [-m mode] path… # mkfifo -m 0644 BIT_FIFO # ls -l BIT_FIFO prw-r--r-- 1 root other 0 2월 13일 12:28 BIT_FIFO

이름 있는 파이프 (3) 함수로 특수파일 생성 특수파일생성: mknod(2) FIFO 파일 생성: mkfifo(3) mode : 생성할 특수파일의 종류 지정 S_IFIFO : FIFO 특수 파일 S_IFCHAR : 문자장치 특수 파일 S_IFDIR : 디렉토리 S_IFDIR : 블록장치 특수파일 S_IFREG : 일반파일 FIFO 파일 생성: mkfifo(3) mode : 접근권한 지정 #include <sys/stat.h> int mknod(const char *path, mode_t mode, dev_t dev); #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int mkfifo(const char *path, mode_t mode);

[예제 9-7] FIFO로 데이터 주고 받기 -서버프로그램 ex9_7s.c ... 08 int main(void) { 09 int pd, n; 10 char msg[] = "Hello, FIFO"; 11 12 printf("Server =====\n"); 13 14 if (mkfifo("./HAN-FIFO", 0666) == -1) { 15 perror("mkfifo"); 16 exit(1); 17 } 18 19 if ((pd = open("./HAN-FIFO", O_WRONLY)) == -1) { 20 perror("open"); 21 exit(1); 22 } 23 24 printf("To Client : %s\n", msg); 25 26 n = write(pd, msg, strlen(msg)+1); 27 if (n == -1) { 28 perror("write"); 29 exit(1); 30 } 31 close(pd); 32 33 return 0; 34 } FIFO 파일 생성 FIFO 파일 쓰기모드로 열기 FIFO 파일에 문자열 출력

[예제 9-7] FIFO로 데이터 주고 받기 –클라이언트 프로그램 ... 08 int main(void) { 07 int pd, n; 08 char inmsg[80]; 09 10 if ((pd = open("./HAN-FIFO", O_RDONLY)) == -1) { 11 perror("open"); 12 exit(1); 13 } 14 15 printf("Client =====\n"); 16 write(1, "From Server :", 13); 17 18 while ((n=read(pd, inmsg, 80)) > 0) 19 write(1, inmsg, n); 20 21 if (n == -1) { 22 perror("read"); 23 exit(1); 24 } 25 26 write(1, "\n", 1); 27 close(pd); 28 29 return 0; 30 } ex9_7c.c 서버측에서 생성한 FIFO 파일열기 # ex9_7s.out Server ===== To Client : Hello, FIFO # 서버가 보낸 데이터 읽기 # ex9_7c.out Client ===== From Server :Hello, FIFO #