
Bài giảng Hệ điều hành Unix: Chương 9 - Ngô Duy Hòa
Mô tả tài liệu
Chương 9 của bài giảng Hệ điều hành Unix trình bày về Unix IPC Interprocess Communication. Các nội dung chính trong chương này gồm có: Signal, pipes, message passing, shared memory,... Hy vọng bài giảng này sẽ cung cấp cho bạn đọc những kiến thức hữu ích để phục vụ quá trình học tập được hiệu quả.
Tóm tắt nội dung
1
Bài 9. Unix Duy Hòa – KHMT - CNTT
Nội dung bài học
• Signal.
• Pipes.
• Message Shared khái niệm cơ bản
• Signal: - software hỗ trợ thực hiện các
sự kiện không đồng bộ event)
đến tiến trình hoặc một nhóm tiến trình.:
– Sinh ra do người dùng nhấn 1 tổ hợp phím (Ctrl+C, Sinh ra do 1 tiến trình này gửi đến tiến trình khác.
• Về bản chất, signal là 1 số nguyên dương,
tương ứng với chỉ số trong bảng Signal Table.
• Mỗi 1 signal đều có 1 chương trình xử lý mặc
định trong khái niệm cơ bản
• Vai trò của Thông báo cho tiến trình biết 1 sự kiện xảy ra.
– Yêu cầu tiến trình xử lý sự kiện tương ứng.
• Các loại signal: Trong Linux có 2 loại:
– Regular Signal: tập các signal chuẩn trong các hệ
thống Nhận giá trị: 1-31
– Real-time Signal: các signal hỗ trợ làm việc ở chế độ Thường được dùng trong các phiên bản
embedded linux. Signal nhận giá trị: 32-63.
– Phân biệt: Khi 1 signal được gửi nhiều lần liền nhau:
• real-time signal luôn được đưa vào hàng đợi (queue) và xử
lý nhiều lần,
• regular signal chỉ xử lý một & Signal Table Cơ chế thực hiện
• Khi 1 tiến trình nhận được 1 Giá trị signal sẽ được dùng để xác định vị trong signal table.
– Mỗi phần tử trong bảng sẽ trỏ đến vị trí hàm
xử lý signal tương ứng. Theo mặc định thì các
hàm này được xây dựng sẵn trong Nếu người dùng muốn xử lý theo cách của
mình xây dựng hàm xử lý riêng cho signal
rồi thông báo cho hệ thống.
– Nếu signal bị nằm trong danh sách block
tiến trình sẽ không xử lý công việc command & Signal
• Trong Shell, có thể dùng hàm kill để gửi 1
signal đến 1 tiến trình thông qua PID của
tiến trình.
• Cú pháp: $ kill -<signal> <PID>
• Trong đó <signal> thường bắt đầu bằng
cụm từ: SIG (ví dụ SIGINT).
• Trong Shell có thể bỏ qua SIG,chỉ cần ghi
các ký tự đứng sau.
• Xem danh sách các signal: $ kill -l
Ví dụ minh call & Signal
• Nếu pid > 0 gửi signal đến tiến trình có PID.
• Nếu pid = 0 gửi signal đến nhóm tiến trình mà tiến
trình hiện tại đang nằm trong đó.
• Nếu pid = -1 gửi đến tất cả tiến trình ngoại trừ tiến
trình init (PID = 1)
• Nếu pid < -1 gửi đến các tiến trình trong nhóm tiến
trình -PID
Ví dụ sử dụng: kill
Bẫy tín hiệu
• Trong một số trường hợp, người dùng
không muốn OS xử lý các tín hiệu mặc
định cần bắt và xử lý riêng cho signal
• Hầu hết các signal đều có thể bắt, ngoại
trừ 2 tín hiệu sau:
– SIGKILL: tắt tiến trình ngay lập tức.
– SIGSTOP: tạm ngưng tiến trình hiện tại. Tiến
trình được kích hoạt trở lại nếu được nhận tín
hiệu chế thực và xử lý signal
• Chú ý: là một con trỏ hàm, nhận
tham số truyền vào la 1 biến int.
• Có 2 hàm handler có sẵn:
– SIG_IGN: signal sẽ không được xử lý.
– SIG_DFL: signal được xư lý theo mặc định.
Ví dụ với số các hàm khác
• Vấn đề tranh chấp xử lý tín hiệu:
– Một tín hiệu đang được xử lý thì một tín hiệu
tiếp theo được gửi đến.
– Về nguyên tắc thì OS lại xử lý tín hiệu mới
sau đó mới thực hiện với tín hiệu trước.
– kết quả xử lý tín hiệu không được đảm
bảo.
• Cách giải quyết:
– Thiết lập mặt nạ các tín hiệu để không cho
các tín hiệu xen vào quá trình đang xử lý.
Các hàm system call hỗ trợ
Sử dụng Ý tưởng:
– Dùng 1 biến thuộc cấu trúc sigset_t để lưu trữ
một tập các signal làm mặt nạ.
– Gán cơ chế làm việc đối với tập tín hiệu đó:
• tập tín hiệu trong mặt nạ bị khóa.
• tập tín hiệu không bị khóa.
• đặt lại mặt nạ mới.
– Dùng các hàm:
• sigaddset (…) thêm 1 signal vào mặt nạ.
• xóa 1 tín hiệu khỏi mặt nạ,
Cách sử dụng Pipe chế làm việc
• PIPE là 1 đối tượng của OS, hỗ trợ giao
tiếp giữa các tiến trình:
– Output của tiến trình này là Input của tiến
trình kia.
– Thực hiện theo nguyên tắc FIFO.
– PIPE_BUF = PAGE_SIZE = 4K
• Có 2 loại PIPE trong OS:
– PIPE không định danh (unnamed pipe)
– PIPE có định danh (named PIPE
• Nguyên tắc làm việc:
– Hai tiến trình phải cùng dùng chung 1 pipe
duy nhất.
– 1 pipe được tạo ra sẽ cung cấp cho tiến trình
2 giá trị file Một đóng vai trò ghi dữ liệu vào pipe
• Một đóng vai trò đọc dữ liệu từ pipe.
– Các tiến trình dùng các file này để
đọc và ghi dữ liệu vào call: pipe
Ví dụ minh họa Phân tích ý call: popen, pclose
• Mục đích:
– Nếu chỉ dùng cho mô hình trên sẽ tương
đối phức tạp.
– OS hỗ trợ các hàm popen(…) : để mở 1 pipe theo
chế độ (đọc, ghi).
– Hàm để đóng pipe.
Ý tưởng
fp = “r”) fp = PIPE
• Nguyên tắc làm việc:
– Còn được gọi là FIFO. Được tạo ra bởi hàm Được coi như 1 file trong hệ thống, cho phép
các tiến trình mở file để đọc và ghi dữ liệu.
– Khác so với file thường: Nó không cho phép
tiến trình đồng thời mở FIFO để vừa đọc và
ghi dữ hoặc các lệnh trong Shell Các hàm sử = Set_mod & ~ yêu cầu yêu cầu tới System IPC
Các khái niệm cơ bản
• System IPC cung cấp cho người dùng các
công cụ OS hỗ trợ cho việc trao đổi dữ
liệu giữa các tiến trình.
– Message Queue
– Shared Memory
– Các đối tượng này được coi như các tài
nguyên hệ thống để các tiến trình có thể
truy cập và sử lý các tài nguyên IPC trong
Shell
• Dùng lệnh ipcs để liệt kê các tài nguyên IPC
đang có mặt trong hệ thống.
– Liệt kê message queue: ipcs –q
– Liệt kê ipcs –s
– Liệt kê shared memory: ipcs –m
– Liệt kê tất cả: ipcs –a hoặc ipcs mặc định
• Để xóa các tài nguyên: ipcrm
– Xóa message queue: ipcrm msg [IPC ID]
– Xóa ipcm sem [IPC ID]
– Xóa shared memory: ipcm shm [IPC ID]
Liệt kê các tài bằng ID – IPC keys
• Vì các tài nguyên được dùng chung cho nhiều
tiến trình,nên nó phải có định danh và trong hệ
thống là duy nhất.
• Xét tình huống: server & client cùng sử dụng 1
tài nguyên IPC cho công việc riêng của mình,khi
đó:
– Định danh tài nguyên được tạo ra trong chương trình
của cả server & client phải giống nhau.
– Định danh tài nguyên được tạo ra không bị trùng với
tài nguyên cùng loại có sẵn trong OS.
IPC ID – IPC keys
• OS hỗ trợ công cụ tạo định danh tài nguyên hệ
thống dựa trên:
– Tên file (trong File System tên file là duy nhất)
– Một số bất kỳ thường để phân biệt giữa các project
khác nhau.