Bài giảng Lập trình IPC (Mới)

Lập trình IPC 
 Bộ môn Hệ thống và Mạng máy tính 
 Khoa Khoa học và kỹ thuật máy tính 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 1 
Lập trình trên Linux 
 Lập trình IPC 
 Dùng signal 
 Dùng shared memories 
2 Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 
Lập trình trên Linux 
 Lập trình IPC 
 Dùng signal 
 Dùng shared memories 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 3 
Signals 
 Dựa vào các sự kiện bất đồng bộ. 
 Kernel có nhiệm vụ gửi (deliver) sự kiện đến process 
 Các process có thể tự thiết lập các hành vi ứng xử tương 
ứng với sự kiện nhận được. 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 4 
Process 
signals 
(events) 
Một số signals thường gặp 
 SIGKILL 
 SIGSTOP 
 SIGPIPE 
 SIGINT 
 SIGQUIT 
  
 Tham khảo thêm dùng các lệnh sau 
$ man 7 signal hoặc $ info signal 
$ kill -l 
$ more /usr/include/bits/signum.h 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 5 
Các nguồn tạo signal 
 Từ kernel 
 Khi xảy ra một số điều kiện về phần cứng (SIGSEGV, SIGFPE) 
 Khi xảy ra điều kiện phần mềm (SIGIO) 
 Từ user 
 Tổ hợp phím: Ctrl+C, Ctrl+Z, Ctrl+\ 
 Khi user dùng lệnh kill 
 Từ một process thực hiện system call kill() 
#include 
#include 
int kill(pid_t pid, int sig); 
 Từ lời gọi system call alarm() → tạo ra SIGALRM 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 6 
Lập trình với signal 
#include 
typedef void (*sighandler_t)(int); 
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t 
handler); 
int sigaction(int signum, const struct sigaction 
*act, struct sigaction *oldact); 
int sighold(int sig); 
int sigrelse(int sig); 
int sigignore(int sig); 
int sigpause(int sig); 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 7 
Lập trình với signal (2) 
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t 
handler); 
 Thay đổi hành vi của process đối với signal 
 Tham số của hàm signal() 
 signum: là số hiệu signal mà bạn muốn thay đổi hành vi (trừ 
SIGKILL hay SIGSTOP) - dạng số hay symbolic 
 handler: hành vi mới đối với signal, các giá trị có thể là: 
 SIG_DFL: thiết lập lại hành vi về mặc định (default) 
 SIG_IGN: lờ đi (ignore) signal tương ứng 
 Tham chiếu đến hàm xử lý sự kiện (signal-handler) mới do người 
dùng tự định nghĩa 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 8 
Lờ đi signal 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 9 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main() { 
if (signal(SIGINT, SIG_IGN)==SIG_ERR) 
{ 
perror("SIGINT\n"); 
exit(3); 
} 
while (1); 
return 0; 
} 
Dịch vàthực thi 
$gcc sigign.c –o 
sigign 
$./sigign 
^C 
^C 
^C 
Định nghĩa hành vi mới 
#include 
#include 
#include 
#include 
void newhandler(int sig) { 
 printf("\nI received signal %d",sig); 
} 
int main() { 
int i=0; 
if (signal(SIGINT,newhandler)==SIG_ERR){ 
perror("\nSIGINT"); 
exit(3); 
} 
while (1); 
return 0; 
} 
 Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 10 
Dịch vàthực thi 
$gcc sig2.c -o sig2 
$./sig2 
^C 
I received signal 2 
^C 
I received signal 2 
^C 
I received signal 2 
Lập trình trên Linux 
 Lập trình IPC 
 Dùng signal 
 Dùng shared memories 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 11 
Shared memory 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 12 
Process 1 
Process 2 
Process 1 
Process 2 
 xy 
 xy 
 xy 
Shared memory 
 Có thể theo dõi trạng thái bằng lệnh ipcs, ipcs -a, ipcs 
-m 
 Loại bỏ một shared memory bằng lệnh ipcrm shm shm_id, 
ipcrm -m shm_id 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 13 
$ipcs
------Shared Memory Segments -------- 
key shmid owner perms bytes nattch status 
0x00000000 65536 root 644 110592 11 dest 
------Semaphore Arrays -------- 
key semid owner perms nsems status 
------Message Queues -------- 
key msqid owner perms used-bytes messages 
Shared memory 
 Cho phép nhiều process dùng chung một vùng bộnhớ 
 Kích thước tối thiểu/tối đa của vùng là 1byte/4MB 
 Số vùng nhớ chia sẻ tối đa trong toàn hệ thống: 4096 
 Cách sử dụng 
 Vùng nhớ chia sẻ phải được tạo ra trước 
 Process phải gắn vùng nhớ chia sẻ vào không gian địa chỉ 
của mình trước khi sử dụng. 
 Sau khi dùng xong có thể gỡ vùng nhớ chia sẻ ra khỏi 
không gian địa chỉ của process 
 Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 14 
Thao tác với shared memory 
 Tạo shared memory 
 shmget() 
 Lấy hoặc thay đổi thuộc tính của shared memory 
 shmctl() 
 Gắn shared memory vào address space của process 
 shmat() 
 Gỡ shared memory khỏi không gian địa chỉ của process 
 shmdt() 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 15 
Tạo shared memory segment 
#include 
#include 
#include 
int shmget(key_t key,int size,int shmflg); 
key: key tương ứng với shared memory 
size: kích thước (tính theo đơn vị byte) 
shmflg: tương tự như semflg của semget(), nhưng không có 
IPC_EXCL 
 Ví dụ 
shm_id = shmget(123, 4096, IPC_CREAT | 0660) 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 16 
Gắn shared memory 
#include 
#include 
#include 
void *shmat(int shmid,void *shmaddr,int shmflg); 
shmid: shared memory ID trả về từ hàm shmget() 
shmaddr: địa chỉ nơi gắn vùng nhớ chia sẻ 
shmflg: SHM_RDONLY (read-only) hoặc 0 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 17 
Gỡ shared memory 
#include 
#include 
#include 
int shmdt(void *shmaddr); 
shmaddr: địa chỉ nơi gắn vùng nhớ chia sẻ (chính là kết 
quả trả về từ hàm shmat()) 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 18 
Lấy thông tin và thay đổi 
thuộc tính 
#include 
#include 
#include 
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf); 
shmid: shared memory ID trả về từ hàm shmget(). 
cmd: IPC_STAT, IPC_SET and IPC_RMID 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 19 
Ví dụ 
 Tạo shared memory 128 bytes 
 Hai process dùng chung shared memory 
 Process thứ nhất ghi 2 integer vào shared memory 
 Process thứ hai đọc từ shared meomory và ghi tổng hai số 
vào shared memory 
 Process thứ nhất đọc tổng và hiển thị ra 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 20 
Ví dụ 
int main() { 
int *shm, shmid, k; 
shmid = shmget(IPC_PRIVATE,128,IPC_CREAT|0666); 
shm = (int*) shmat(shmid,0,0); 
if(fork()==0) { /*child*/ 
shm[0]=111; 
shm[1]=999; 
sleep(3); 
pintf("Process %d reads: Sum = %d", 
 getpid(),shm[2]); 
shmdt((void *)shm); 
shmctl(shmid, IPC_RMID, (struct shmid_ds *)0); 
 Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 21 
Ví dụ (cont) 
} 
else { /*parent*/ 
sleep(1); 
printf("Process %d writes to shared memory 
...\n", getpid()); 
shm[2]=shm[0]+shm[1]; 
shmdt((void *)shm); 
} 
return(0); 
} 
Khoa KH&KTMT - Đại học Bách Khoa Tp. HCM 22 
 Questions???