CI6 - Communication entre processus : tubes et signaux

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Martine Vincent
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1 CI6 - Communication entre processus : tubes et signaux CSC 3102 Introduction aux systèmes d exploitation Gaël Thomas CSC /10/2015

2 Présentation du cours Contexte : comprendre comment les processus interagissent entre eux Objectifs : Savoir utiliser les tubes et les signaux Comprendre les notions de section critique et d exclusion mutuelle Notions clés : Signaux, tubes, fichier partagé, exclusion mutuelle, section critique 2

signaux Comprendre les notions de section critique et d exclusion

3 Pourquoi les processus communiquent? Principalement pour rendre de nouveaux services Une base de données + un serveur Web Un processus d affichage de notifications pour les autres processus Pour pouvoir répartir physiquement les processus Un processus d affichage et un moteur de jeux (moteur distant en mode jeu multi-joueur, moteur local en mode déconnecté) Pour gérer la vie des processus Pour attendre la fin d un processus, pour arrêter un processus 3

notifications pour les autres processus Pour pouvoir répartir physiquement les processus Un processus d affichage

4 Mécanismes étudiés dans le cours Les tubes Communication par envoi de message via un canal Message = donnée quelconque Pas de perte de message, réception dans l ordre d émission Les signaux Communication par envoi de message direct Message = entier entre 1 et 31 Perte de message, pas d ordre chez le récepteur Les fichiers partagés Deux processus accèdent à un fichier partagé 4

signaux Communication par envoi de message direct Message = entier entre 1 et 31 Perte de

5 Tubes nommés Canal de communication = fichier spécial appelé un tube Tube nommé envoi réception Émetteur messages Récepteur Principe : Un tube est un fichier dans le système de fichiers L émetteur écrit dans le tube Le récepteur lit dans le tube 5

Récepteur Principe : Un tube est un fichier dans le système

6 Tubes nommés Canal de communication = fichier spécial appelé un tube Tube nommé envoi réception Émetteur messages Récepteur Nota bene : Les messages arrivent dans l ordre d émission Emetteur bloque tant qu il n existe pas de récepteur Récepteur bloque tant qu il n existe pas d émetteur 6

messages arrivent dans l ordre d émission Emetteur bloque tant qu il n

7 Tubes nommés Tube nommé de nom "chemin" echo read Émetteur messages Récepteur Mise en œuvre : mkfifo chemin : crée un tube nommé (visible avec ls) echo message > chemin : écrit dans le tube nommé read message < chemin : lit à partir du tube nommé rm chemin : détruit le tube nommé 7

avec ls) echo message > chemin : écrit dans le tube nommé read message

8 Tubes nommés exemple pipe_emetteur.sh #!/bin/bash mkfifo /tmp/canal echo "Bonjour" > /tmp/canal 1. "Bonjour" read a < /tmp/canal echo "Reçoit $a" 4. "Au revoir" pipe_recepteur.sh #!/bin/bash 2. "Bonjour" read a < /tmp/canal echo "Reçoit $a" echo "Au revoir" > /tmp/canal /tmp/canal 3. "Au revoir" 8

9 Tubes anonymes Tube anonyme : comme tube nommé, mais sans nom Le entre deux processus shell crée un tube anonyme cmd_gauche cmd_droite Sortie standard de cmd_gauche connectée au tube Entrée standard de cmd_droite connectée au tube Équivalent à : mkfifo tube-avec-nom cmd_gauche > tube-avec-nom & cmd_droite < tube-avec-nom 9

cmd_gauche connectée au tube Entrée standard de cmd_droite connectée au tube

10 10 Tubes anonymes exemple cat /etc/passwd grep root Écriture sur sortie standard Tube anonyme Lecture à partir de l entrée standard Lecture Fichier /etc/passwd cat grep Écriture sur sortie standard Disque dur Terminal

partir de l entrée standard Lecture Fichier

11 Commande utile : tee Écrit les données lues à partir de l entrée standard Sur la sortie standard Et dans un fichier passé en argument Exemple : cat /etc/passwd grep root tee /tmp/result cat grep tee Lit à partir de /etc/passwd Disque dur Écrit dans /tmp/result 11

argument Exemple : cat /etc/passwd grep root tee /tmp/result cat

12 Signaux Envoi kill no-signal PID Émetteur Récepteur Principe : Émetteur envoie un message à un proc. identifié par son PID Une routine de réception est automatiquement invoquée chez le récepteur dès que le signal arrive Par défaut, cette routine tue le récepteur (sauf dans le cas du SIGCHLD) 12

identifié par son PID Une routine de réception est automatiquement

13 Signaux Envoi kill no-signal PID Émetteur Récepteur Nota bene : Un message est limité à un nombre compris entre 1 et 31 Les messages peuvent se perdre (Cas de l émission de deux signaux identiques avant réception) Les messages arrivent dans n importe quel ordre 13

messages peuvent se perdre (Cas de l émission de deux signaux

14 Les signaux Quelques exemples (man 7 signal) : SIGHUP (1) : fermeture terminal à tous les processus attachés SIGINT (2) : Ctl-C dans un terminal au processus premier plan SIGQUIT (3) : souvent Ctl-D, généré par un processus à lui-même SIGILL (4) : instruction illégale (envoyé par le noyau) SIGFPE (8) : division par 0 (envoyé par le noyau) SIGKILL (9) : via la commande kill, pour terminer un processus SIGSEGV (11) : accès mémoire invalide (envoyé par le noyau) SIGTERM (15) : argument par défaut de la commande kill SIGCHLD (17) : envoyé par le noyau lors de la mort d un fils 14

SIGFPE (8) : division par 0 (envoyé par le noyau) SIGKILL (9) : via la commande kill, pour terminer un processus SIGSEGV (11) : accès mémoire

15 Les signaux Deux signaux bien utiles SIGSTP : demande au système de suspendre un processus SIGCONT : demande au système de le redémarrer Bash utilise ces signaux : Ctrl-Z : envoie un SIGSTP au processus au premier plan bg : envoie un SIGCONT au processus stoppé 15

redémarrer Bash utilise ces signaux : Ctrl-Z : envoie un SIGSTP

16 Les signaux Un processus peut attacher un gestionnaire de signal à un numéro de signal trap commande signal Exemple : quitte après la réception de 3 SIGINT #! /bin/bash i=0 trap 'echo hello $i; i=$(expr $i + 1)' SIGINT while [ $i -lt 3 ]; do sleep 1; done Envoi du signal avec kill INT PID, où PID est l identifiant du destinataire 16

/bin/bash i=0 trap 'echo hello $i; i=$(expr $i + 1)' SIGINT while [ $i -lt 3 ]; do

17 17 Les signaux Attention, par défaut, un processus lancé en tâche de fond n attrape pas les signaux avec la commande trap Pour quand même attraper les signaux, il faut utiliser set m

18 Attente de la fin d un processus Commandes d attente active de terminaison des fils directs : wait : attendre la fin de tous les fils directs wait pid1 pid2 : attendre la fin de pid1 et pid2 et Le noyau du système d exploitation envoie aussi un signal SIGCHLD au père quand un de ses fils se termine Par défaut, bash masque les signaux SIGCHLD Possibilité de les recevoir avec set o monitor 18

noyau du système d exploitation envoie aussi un signal SIGCHLD au père quand un de ses fils se

19 Attente de la fin d un processus #!/bin/bash emacs & # lance emacs en tâche de fond p=$! # $!: pid du dernier processus lancé echo "$p démarre" wait $p # attend fin de $p echo "Fin de $p, avec code de retour $? # le $? est l argument du exit de emacs # (ou du return de son main) 19

20 Notions clés Tubes (nommés et anonymes) Fichier spécial dans le système de fichier Envoi de messages de taille quelconque, ordre de réception = ordre d émission, pas de perte de message mkfifo nom-tube : crée un tube nommé mon-tube Signaux Mécanisme de communication à base de messages Message = nombre entre 1 et 31, ordre quelconque, perte kill sig pid : envoie un signal trap expr sig : associe expr à la réception d un signal sig Attente de la fin d un processus wait 20

mon-tube Signaux Mécanisme de communication à base de messages Message = nombre entre 1 et 31, ordre quelconque, perte

21 21 À vous de jouer!

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