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minix管道实现小究

王朝other·作者佚名  2006-01-10
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在考研复习时候遇到的问题,很想写下来,虽然时间已经很紧张,但是在我们师生的问答互助之间,学术似乎更显神圣了,比起肮脏的考试制度来说……(请配合代码看)

问题表述:

在minix里面,使用如下命令会使系统在2个进程之间建立管道用来进行进程之间的通讯:

#cat file1 file2|sort

那么它的作用显而易见,列出file1和2的内容并排序放入另一文件。那么在内核当中是如何实现的呢?道理很简单,这条指令被shell接受以后会产生一个系统调用sys_call,名字是PIPE。调用的格式首先是使用库函数(minix的系统调用使用库函数)pipe(&fd[0]);其中fd[ ]这个数组的声明是这样子的:

int fd[2]

它是文件引用的数组,由于在2个进程当中,所以对文件使用2个引用定向到不同进程的输入输出就可以了。那么pipe建好了,其内容就是一个内存块m,m的2个域赋值给fd的2个cell,当然一读一写。好,然后我们开始fork系统调用,这次我们会得到2个进程,一对父子。下面我们假设从父亲发出信息,儿子取消息。我们会怎么做呢?

问题解决:

1.我们会关闭管道的读写,以备下面给父子分配读写引用

2.父子进程会由管道方向安排读写的放弃,例如,在这里,父亲放弃读引用STD_OUTPUT,儿子自然放弃

STD_INPUT,注意,这个时候有一个关键问题,也是我误解的问题,文件下面会使用dup函数重新连接2个

引用,机制是选择文件描述符的整数值最低的1个。那么文件描述符究竟是怎么分配的呢?经过林老师的指点

发现在每个进程有3个文件引用0-stdin,1-stdout,2-stderr,那么放弃1的父亲和放弃0的儿子就会分别

将新的文件引用dup到1和0上面

3.自然就是dup挂接引用了。注意dup里面使用了fcntl所以你将看到这个连接的方式就是从0开始找到最小的

空闲的描述连接他。至此pipe就建立了。特嫩鲍姆说他的minix的pipe最大时4096+3072,并且可以自行分配

空间大小,如果溢出,就会在loop当中死锁,这是显然的,呵呵。

#include STD_INPUT 0

#include STD_OUTPUT 1

pipeline(process1,porcess2)

char *process1,*process2;//旧的C标准参数声明吧~~~~~

{

int fd[2]; //存储读写的文件引用

pipe(&fd[0]);//create a pipe

if(fork()!=0){

//父进程的语句

close(fd[0]); //关闭管道读

close(STD_OUTPUT);

dup(fd[1]); //标准输出指向fd[1]

/*===============================================================================

/*这里是dup的原形*/

PUBLIC int dup(fd)

{

return(fcntl(fd,F_DUPFD,0));

}

==============================================================================*/

close(fd[1]); //不再需要描述符

execl(process1,process1,0);

}

else

{

//子进程的代码

close(fd[1]);

close(STD_INPUT);

dup(fd[0]);

close(fd[0]);

execl(process2,process2,0);

}

}

//===========================================================================================

copyright of all code used in this text belongs to Dr.Andrew S. Tanenbaum

thank you very much.

鸣谢:我的老师 林丰波先生,感谢他在百忙之中回答我的问题。

最后,祝愿包括自己在内天下考研同学成功~~~~~

 
 
 
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