[Linux] fork, pipe, mkfifo

# 10장 1108강의 요약

 

## sort

### bash shell

a.txt

sort < a.txt

: a.txt파일을 sort명령어의 input으로 넣음

 

ls -al > b.txt

: ls -al 의 결과를 b.txt파일에 저장

 

ls -al /usr/include/ | more

ls -al | more

ls -al의 결과를 두번째 명령어인 more의 input으로

more: page단위로 보기

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### a.c

#include <stdio.h>

int main(){
    char buf1[100];
    while (gets(buf1)!=NULL){
        printf("[kyung] %s \n", buf1);
        }
}

 

### bash shell

gcc a.c -o a.out

./a.out

 

ls | ./a.out

2개의 프로세스가 생김

ls의 output을 a.out의 input으로 넣어라

 

ls | sort

| : pipe

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## pipe

독립된 프로세스들의 데이터를 주고 받을 수 있도록 함

 

윈도우에는 수십개의 프로세스들이 돌고 있다

프로세스가 어떻게 생성되었을까

fork가 되어서 새로운 프로세스가 생기고

fork라는 시스템 콜을 통해 수십개의 프로세스가 생김

 

fork를 통해 프로세스를 만들 수 있음

데이터를 어떻게 주고 받을 수 있을까?

 

공통된 파일을 하나 만들어놓고 이 파일을 읽고 쓰면 되지 않을까?

파일이 업데이트되는 시점과 읽는 시점이 다를 수도 있음-> 안됨

 

pipe를 통해 제공

다른 프로세스가 읽을 수 있도록 

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###  ftest.c

// fork를 이용하여 프로세스 2개를 만들고 하나의 파일(test.txt)에 읽고 쓸 수 있게 하기
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
  int fd, pid;
  char buf[100];
  fd=open("test.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666); //파일 열기
  printf("fd = %d \n", fd); //3이 출력

  pid = fork();
  if (pid ==0){ // child process
    strcpy(buf, “This is a child \n”);
    write(fd, buf, strlen(buf)+1); // fd에 쓰기
  }
  else{ // parent process
    sleep(2);
    read(fd, buf, 100); // fd의 내용 읽기
    printf(“buf = 5s \n”, buf);
  }
}

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### pipetest.c

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(){
  int pid, result;
  int fd[2];
  char buf[100];

  result = pipe(fd);
  printf("result = %d, fd[0]= %d , fd[1] = %d \n", result ,fd[0], fd[1]); //0 3 4 가 출력
}

3과 4사이에 통로가 생겨서 읽을 수 있다

pipe는 한쪽으로만 쓰거나 읽을 수 있음

 

서로 데이터를 주고 받으려면? pipe를 두개를 만들어서 사용

두 개의 프로세스가 데이터를 주고 받을 수 있음

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### pipetest.2c

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
    int pid, result;
    int fd[2];
    char buf[100];
    
    result = pipe(fd);
    printf("result = %d, fd[0]= %d , fd[1] = %d \n", result ,fd[0], fd[1]); //3 4 가 출력
    pid = fork();
    
    if (pid ==0){ // child process -> fd[0]에서 읽기만
    close(fd[1]);
    read(fd[0], buf, 100);
    printf("child process: %s \n", buf);
    }
    else{ // parent process -> fd[1]에서 쓰기만
    close(fd[0]);
    strcpy(buf, "hello");
    write(fd[1], buf, strlen(buf)+1);
    wait(pid); //child가 끝날때까지 기다림
    }
}

 

pipe는 한반향으로만 보낼 수 있음

데이터는 순서대로 쌓임 -> fifo

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### pipetest3.c

// int형 데이터 pipe에 읽고 쓰기
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(){
    int pid, result1, result2;
    int data;
    int fd1[2];
    int fd2[2];
    char buf[100];
    
    result1 = pipe(fd1);
    result2 = pipe(fd2);
    printf("result1 = %d, fd1[0]= %d , fd1[1] = %d \n", result1 ,fd1[0], fd1[1]);
    printf("result2 = %d, fd2[0]= %d , fd2[1] = %d \n", result2 ,fd2[0], fd2[1]);
    
    pid = fork(); // 두 개의 프로세스
    
    //하나는 쓰기만 하고 하나는 읽기만 하기
    if (pid ==0){ // child process -> 읽기만 수행
    close(fd1[1]); // parent와 반대에 해당하는걸 잠근다

    read(fd1[0], buf, 100);
    printf("CHILD : %s \n", buf);
    read(fd1[0], buf, 100);
    printf("CHILD2 : %s \n", buf);

    data = 30;
    read(fd1[0], &data, sizeof(int));
    printf("CHILD data = %d\n", data);
    }
    else{ // parent process -> 쓰기만 수행
    close(fd1[0]); // child와 반대에 해당하는걸 잠근다
    strcpy(buf, "hello child.");
    //sleep(2);
    write(fd1[1], buf, strlen(buf)+1);
    
    strcpy(buf, "hi child.");
    //sleep(2);
    write(fd1[1], buf, strlen(buf)+1);
    
    data=20;
    write(fd1[1], &data, sizeof(int));
    //wait(pid);
    }
}

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## named pipe

### bash shell

mkfifo fifo1 

fifo1은 일반 파일은 아니고 p타입(pipe형식)

두 개의 프로세스가 pipe를 통해서 read, write할 수있음

named pipe 생성

 

mkfifo /tmp/fifo1 

tmp밑에 fifo1을 생성

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### fifowrite.c

// fifo에 쓰기
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(){
    char msg[100];
    int fd;
    int nread;
    fd = open("fifo1", O_WRONLY); //write only로 설정하여 write만 하도록 설정
    printf("fd in WRITER= %d \n", fd); //3이 출력
    
    printf("Enter a string to send : ");
    gets(msg); //키보드로 입력을 받음
    nread = write(fd, msg, strlen(msg)+1); 
    //nread = write(fd, msg, sizeof(char)*100+1); 
    
    sleep(2);
    printf("nread = %d \n", nread);
    write(fd, &nread, sizeof(int)); // int주고 받기
}

 

### fiforead.c

// fifo 읽기
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(){
    char msg[100];
    int fd, nread, data;
    
    fd = open("fifo1", O_RDWR); // read mode
    printf("fd in READER = %d \n", fd);
    nread = read(fd, msg, 100);
    printf("READER : %s \n", msg);
    
    nread = read(fd, &data, sizeof(int)); // int 읽기
    printf("READER data = %d \n", data);
}

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## 실습

(1) named pipe 이용한 메시지 전달하기

  - program A

   + 키보드로 입력받은 문자열을 program B에 전달하고, program B가 보내는 문자열을 기다린다. 

   + 반든 문자열을 출력한다. 

   + 이 과정을 "end"를 입력할 때까지 반복한다. 

  - program B

   + program A로부터 문자열을 기다린다.

   + 받은 문자열을 출력하고, 새로운 문자열을 만든다. ("예: strcat을 사용해서 msg + "이름")

   + 새로 만든 문자열을 program A에게 전송한다. 

   + 이 과정을 program A가 "end"를 받을 때까지 반복한다. 

 

(2) 제출물 

  - 두 개의 프로그램 소스 코드

  - 실행화면 캡쳐한 이미지 파일

 

 

### A.c

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

//program A
int main(){
	char msg[100];
	int fd1, fd2, nread;
	
	fd1 = open("fifo1", O_WRONLY); // 쓰기
	fd2 = open("fifo2", O_RDWR); // 읽기
	
	while(1){
		// 쓰기
		printf("fd in WRITER= %d \n", fd1);
		printf("Enter a string to send : ");
		gets(msg);

		write(fd1, msg, strlen(msg)+1);
		
		//fflush(msg);
		
		// 읽기
		printf("fd2 in READER = %d \n", fd2);
		nread = read(fd2, msg, 100);
		printf("result is .. : %s \n", msg);

		if (!strcmp(msg, "end")){exit(0);}
	}

}

### B.c

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

// program B
int main(){
	char msg[100];
	int fd1, fd2, nread;
	
	fd1 = open("fifo1", O_RDWR); //읽기
	fd2 = open("fifo2", O_WRONLY); //쓰기
	
	
	while(1){
		// 읽기
		printf("fd1 in READER = %d \n", fd1);
		nread = read(fd1, msg, 100);
		printf("READER : %s \n", msg);
	
		strcat(msg, "bokyung");
		
		//fflush(msg);
		//쓰기
		//printf("Enter a string to send fifo2 : ");
		//gets(msg);
		write(fd2, msg, strlen(msg)+1);
		if (!strcmp(msg, "endbokyung")){exit(0);}
		
	}
}