PROCESSPROGRAMMERING

1
PROCESSPROGRAMMERING

• Föreläsning 6 (4.10.2005)
• Innehåll
• - Förening av dataströmmar
• Blockerande I/O multiplexering
• Icke blockerande I/O multiplexering med
  signalering

2
Förening av dataströmmar

• Systemanrop i UNIX kan delas in i två kategorier
• Långsamma systemanrop Kan blockera en process för
  alltid
• Övriga systemanrop Blockerar ej
• Exempel på systemanrop som kan blockera för
  alltid
• Läsoperationer, om data saknas
• Skrivoperation, om data inte kan accepteras
• Öppningsoperationer (t.ex. FIFO)

3
Förening av dataströmmar

• Exempel Läsning av en rörlednings dataström
  som visas på skärmen

while(..) read(pd0, buf, sizeof(buf)) print
f(s, buf)
4
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-blocker
ande I/O multiplexering med signalering
5
Blockerande I/O multiplexering
Systemanropet select() include
ltsys/types.hgt include ltsys/time.hgt include
ltunistd.h int select(int maxdeskr, fd_set
readDeskrSet, fd_set writeDeskrSet, fd_set
exceptDeskrSet, struct timeval tvptr)
maxdeskr Det maximala deskriptorvärdet för de
deskriptorer som skall lyssnas på
1 readDeskrSet Pekare på en post innehållande de
deskriptorer som skall lyssnas på när man
kollar om en deskr. är redo för
avläsning. writeDeskrSet Pekare på en post
innehållande de deskriptorer som skall lyssnas
på när man kollar om en deskr. är redo för
skrivning.
6
Blockerande I/O multiplexering

• exeptDeskrSet Pekare 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)
• tvptr En 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/
• Returnerar Returnerar antalet aktiva deskriptorer
  (antalet deskriptorer som är redo för
  läsning/skrivning eller förorsakat ett fel

7
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 gt 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
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
Blockerande I/O multiplexering

• Principen för användning av fd_set poster och
  select()
• Deklarera deskriptorer och fd_set poster
• Nolla fd_set posterna med FD_ZERO()
• Addera alla deskriptorer man vill testa till en
  fd_set post med FD_SET()
• Låt select() vänta på aktiva deskriptorer
• Testa vilken deskriptor som blev klar med
  FD_ISSET()
• 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
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
• Deskriptorn måste sättas i icke-blockerande läge
• 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
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
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
• Deklarera och skapa deskriptorerna
• Definiera en signaluppfångare för signalen
  SIGPOLL
• Ställ in deskriptorerna i icke-blockerande läga
• Aktivera signalen SIGPOLL för varje aktiv
  deskriptor
• Vänga på signalen (som informerar om att en
  deskriptor blivit aktiv) med pause()
• Testa varje deskriptor genom att försöka läsa ur
  dem.
• ? Exempel 2