Do spisu treści tematu 6

6.5.8 Łącze nienazwane

Łącza nienazwane (pipe), to takie łącza, poprzez które mogą porozumiewać się jedynie procesy pokrewne. W dokładności, dostęp do danego łącza mogą dzielić: proces oraz jego potomkowie. Wynika to faktu, że procesy te dziedziczą deskryptory plików, zas łącza nienazwane są właśnie o nie oparte. Typowy algorytm korzystania z łącza wygląda następująco:

proces tworzy łącze komunikacyjne za pomocą funkcji pipe
za pomocą funkcji fork tworzy proces(y) potomny(e)
proces macierzysty(lub jeden z potomnych) zamyka koniec łącza slużący do czytania lub pisania (zależnie od przeznaczenia)
jakiś proces potomny zamyka koniec łącza odpowiednio do pisania lub czytania

Dla łącza nienazwanego można wykonać funkcję pipe która je tworzy. Na deskryptorach łącza możemy wykonywać funkcje read i write, ioctl, select.

Kod + Opis działania funkcji pipe:

int do_pipe(int *fd)
// dwuelementowa tablica deskryptorów, [0 ] - czytanie. [1 ] - pisanie
{
        struct inode * inode; // i-węzeł powiązany z łączem
        struct file *f1, *f2; // wskaźniki do pozycji w tablicy plików
        int error;
        int i,j;

        error = ENFILE;
        f1 = get_empty_filp();
        if (!f1)
                goto no_files;

        f2 = get_empty_filp();
        if (!f2)
                goto close_f1;

// znajdź wolne pozycje w tablicy plików dla łącza

        inode = get_pipe_inode();
        if (!inode)
                goto close_f12;

// pobierz z systemu nowy i-węzeł dla łącza

        error = get_unused_fd();
        if (error < 0)
                goto close_f12_inode;
        i = error;

        error = get_unused_fd();
        if (error < 0)
                goto close_f12_inode_i;
        j = error;

// znajdź dwie wolne pozycje w tablicy deskryptorów procesu

// oraz przydziel je łączu, jeden do pisania, drugi do czytania

// wiąże się to z koniecznością ustawienia odpowiednich flag

        f1->f_inode = f2->f_inode = inode;
        /* read file */ // ten do czytania (wyłącznie)
        f1->f_pos = f2->f_pos = 0;
        f1->f_flags = O_RDONLY;
        f1->f_op = &read_pipe_fops;
        f1->f_mode = 1;
        /* write file */ // ten do pisania (wyłącznie)
        f2->f_flags = O_WRONLY;
        f2->f_op = &write_pipe_fops;
        f2->f_mode = 2;
        current->files->fd[i] = f1;
        current->files->fd[j] = f2;
        fd[0] = i;
        fd[1] = j;

// zainicjuj znalezione pozycje w tablicy deskryptorów

// oraz tablicę użytkownika

return 0;

// obsluga sytuacji awaryjnych

close_f12_inode_i:
        put_unused_fd(i); // oddaj deskryptor
close_f12_inode:
        inode->i_count--;
        iput(inode); // oddaj i-węzeł
close_f12:
        f2->f_count--;
close_f1:
        f1->f_count--; // oddaj pozycje w tablicy plików
no_files:
        return error;
}

Inne funkcje działające na pipe'ach

Oczywiście łącze ma swoją implementacje funkcji read, write itp, z ktorych korzystają funkcje API. Dosyć ciekawa jest funkcja lseek:

static long long pipe_lseek(struct inode * inode, struct file * file, long long offset, int orig) {

return -ESPIPE;

}

Funkcja wygląda w ten sposób, gdyż operacja lseek nie jest na łączu dozwolona. Funkcja zwraca zawsze błąd.

Biliografia:

projekt Linux, część poświęcona łączom
książka Bacha: "Budowa systemu UNIX"

Autor: Marcin Polak