Jonny Karlsson 4.10.2005 PROCESSPROGRAMMERING Föreläsning 6 (4.10.2005) Innehåll: - Förening av dataströmmar -Blockerande I/O multiplexering -Icke blockerande.

En presentation över ämnet: "Jonny Karlsson 4.10.2005 PROCESSPROGRAMMERING Föreläsning 6 (4.10.2005) Innehåll: - Förening av dataströmmar -Blockerande I/O multiplexering -Icke blockerande."— Presentationens avskrift:

1 Jonny Karlsson 4.10.2005 PROCESSPROGRAMMERING Föreläsning 6 (4.10.2005) Innehåll: - Förening av dataströmmar -Blockerande I/O multiplexering -Icke blockerande I/O multiplexering med signalering

2 Jonny Karlsson 4.10.2005 Förening av dataströmmar Systemanrop i UNIX kan delas in i två kategorier: Långsamma systemanropKan blockera en process för alltid Övriga systemanropBlockerar ej Exempel på systemanrop som kan blockera för alltid: Läsoperationer, om data saknas Skrivoperation, om data inte kan accepteras Öppningsoperationer (t.ex. FIFO)

3 Jonny Karlsson 4.10.2005 Förening av dataströmmar Exempel: Läsning av en rörlednings dataström som visas på skärmen while(..) { read(pd[0], buf, sizeof(buf)); printf(”%s”, buf); }

4 Jonny Karlsson 4.10.2005 Förening av dataströmmar Exempel2:Läsning av två rörledningars dataströmmar som förenas och visas på bildskärmen Lösning1:Blockerande I/O multiplexering med systemanropet select() Lösning2:Icke-blockerande I/O multiplexering med signalering

5 Jonny Karlsson 4.10.2005 Blockerande I/O multiplexering Systemanropet select(): #include #include <unistd.h int select(int maxdeskr, fd_set *readDeskrSet, fd_set *writeDeskrSet, fd_set *exceptDeskrSet, struct timeval *tvptr); maxdeskrDet maximala deskriptorvärdet för de deskriptorer som skall ”lyssnas på” + 1 readDeskrSetPekare på en post innehållande de deskriptorer som skall ”lyssnas på” när man kollar om en deskr. är redo för avläsning. writeDeskrSetPekare på en post innehållande de deskriptorer som skall ”lyssnas på” när man kollar om en deskr. är redo för skrivning.

6 Jonny Karlsson 4.10.2005 Blockerande I/O multiplexering exeptDeskrSetPekare på en post innehållande de deskriptorer som skall ”lyssnas på” när man kollar om en deskr. har hamnat i ett undantagstillstånd (t.ex. uppstått ett fel) tvptrEn post som definierar den tid select() skall blockera processen och vänta på en aktiv deskriptor innan programmet går vidare struct timeval { long tv_sec;/*sekunder*/ long tv_usec;/*millisekunder*/ } ReturnerarReturnerar antalet aktiva deskriptorer (antalet deskriptorer som är redo för läsning/skrivning eller förorsakat ett fel

7 Jonny Karlsson 4.10.2005 Blockerande I/O multiplexering Argumenten som ges till systemanropet select() berättar för kerneln: vilka deskriptorer vi är intresserade av vilka tillstånd hos varje deskriptor vi är intresserade av (läsa, skriva, undantag) Hur länge vi vill vänta (inte alls, en viss tid eller för alltid) När select() returnerar berättar kerneln för oss: Det totala antalet deskriptorer som är ”klara” Vilka deskriptorer som är ”klara” för vilket tillstånd (läsa, skriva, undantag) Om select returnerar ett värde > 0 vet vi att en eller flera deskriptorer är ”redo” för ett visst tillsånd och vi kan därefter kalla på lämpligt systemanrop (oftast read eller write) och samtidigt vara säkra på att processen inte blockeras

8 Jonny Karlsson 4.10.2005 Blockerande I/O multiplexering Det finns fyra definierade macron för hantering av fd_set poster: FD_ZERO(fd_set *fdset)Tömmer posten FD_SET(int deskr, fd_set *fdset);Sätter till en deskriptor i posten som skall övervakas FD_CLR(int deskr, fd_set *fdset);Tar bort en deskriptor ur posten FD_ISSET(int deskr, fd_set *fdset);Blir ”true” om deskriptorn man ger som första parameter är ”redo”

9 Jonny Karlsson 4.10.2005 Blockerande I/O multiplexering Principen för användning av fd_set poster och select(): 1.Deklarera deskriptorer och fd_set poster 2.Nolla fd_set posterna med FD_ZERO() 3.Addera alla deskriptorer man vill testa till en fd_set post med FD_SET() 4.Låt select() vänta på aktiva deskriptorer 5.Testa vilken deskriptor som blev ”klar” med FD_ISSET() 6.Läs data från respektive ”klar” deskriptor Första parametern i select() är ett avgränsarvärde som definierar det maximala värdet för en deskriptor som skall övervakas + 1.  Exempel 1

10 Jonny Karlsson 4.10.2005 Icke-blockerande I/O multiplexering med signalering Signaler kan utnyttjas för att uföra asynkron multiplexering av dataströmmar. Behövs två inställningar för varje deskriptor som skall övervakas: 1.Deskriptorn måste sättas i icke-blockerande läge 2.Kerneln skall generera signalen SIGPOLL när en deskriptor som övervakas blir ”redo”. Systemanropet fcntl() kan användas för att ändra ”läget” hos en deskriptor fcntl(deskr, F_SETFL, O_NONBLOCK)//hissar flaggen O_NONBLOCK hos //deskriptorn deskr För mera information om systemanropet fcntl, se man-fil.

11 Jonny Karlsson 4.10.2005 Icke-blockerande I/O multiplexering med signalering Systemanropet ioctl() kan användas för att berätta åt kerneln att generera en viss signal vid ett visst tillstånd hos en övervakad deskriptor ioctl(deskr, I_SETSIG, S_RDNORM)//genererar SIGPOLL när en deskriptor är redo //för avläsning För mera information om systemanropet ioctl, se man-fil. När signalen SIGPOLL genererats måste alla övervakade deskriptorer testas (t.ex. läsas med read) eftersom man inte kan veta vilken deskriptor som orskakat SIGPOLL. Eftersom read inte i detta fall får blockera processen om inget data finns att hämta, måste läsdeskriptorn vara i oblockerande läge. SIGPOLL signalen måste fångas upp, annars avbryts programmet när den första deskriptorn blir aktiv

12 Jonny Karlsson 4.10.2005 Icke-blockerande I/O multiplexering med signalering Systemanropet pause() används för att frysa processen tills en eller flera deskriptorer blir aktiva. Principen för asynkron multiplexering: 1.Deklarera och skapa deskriptorerna 2.Definiera en signaluppfångare för signalen SIGPOLL 3.Ställ in deskriptorerna i icke-blockerande läga 4.Aktivera signalen SIGPOLL för varje aktiv deskriptor 5.Vänga på signalen (som informerar om att en deskriptor blivit aktiv) med pause() 6.Testa varje deskriptor genom att försöka läsa ur dem.  Exempel 2