10. 파이프 와 FIFO
파이프는 프로세스사이의 통신을 위한 메카니즘이다; 한 프로세스에 의해 파이프에 쓰여진 것은 다 른 프로세스에 의해 읽혀질 수 있다. 데이터는 선입선출(FIFO) 순서로 다뤄진다. 파이프는 이름을 가지고 있지 않다;
그것이 한 번 사용하기 위해 만들어지고 양끝은 그 파이프를 만든 단일 프로세스로부터 상속되어져 야만 한다. 특별한 파일인 FIFO는 파이프와 유사하지만, 파이프가 이름이 없고 임시적인 연결인것 에 비해, FIFO는 이름을 갖고 있다. 프로세스는 그것을 통해 통신의 목적으로, 이름을 가진 FIFO 를 개방한다. 파이프나 FIFO는 동시에 양끝을 개방해야한다. 만일 당신이 파이프나 FIFO에 쓰기위 한 프로세스를 가지지않은 파이프나 FIFO로부터 읽을려면, 읽기는 파일의 끝을 리턴한다. 읽기 프 로세스를 가지지않은 파이프나 FIFO에 쓰기는 에러가 발생된 것으로 취급된다; 그것은 SIGPIPE 신호로 일반화되고, 만일 그 신호가 블록되어졌다면 에러코드 EPIPE로 에러임을나타낸다.
특별한 파일인 파이프나 FIFO도 파일 위치시키기(positioning)을 허용한다. 읽기와 쓰기 동작은 순 차적으로 일어난다; 파일의 앞에서부터 읽어서 그 끝에 출력한다.
10.1 파이프 만들기.
파이프를 만드는 함수로는 pipe함수가 있다. 이것은 파이프의 양끝을 읽기와 쓰기로 만든다. 이것 은 단일한 프로세스에 사용하기에 유용하지 않고, 특별히 한 프로세스가 하나 혹은 더 많은 자식 프 로세스들을( 23.4절 [Creating a Process] 326 페이지 참조) 생성하기 전에 단지 파이프를 만든다. 그리고 나서 그 파이프는 부모 혹은 자식 프로세스들, 또는 두 개의 형제 프로세스 사이의 통신을 위해서 사용되어진다.
파이프 함수는 헤더파일 'unistd.h'에 선언되어 있다.
함수 : int pipe (int filedes[2])
pipe 함수는 파이프를 만들고 파이프의 끝에서(각각) 읽기와 쓰기를 위한 파일 기술자인 filedes[0] 과 filedes[1]을 저장한다. 파일기술자 0는 표준 입력이고, 파일 기술자 1은 표준 출력이다. 만일 성 공하면, pipe는 0을 리턴하고, 실패하면 -1을 리턴한다. 다음의 errno는 이 함수를 위해 정의된 에 러 상황이다.
EMFILE
그 프로세스가 개방된 너무 많은 파일을 갖고 있다.
ENFILE
전제 시스템안에 개방된 파일이 너무 많다. ENFILE에 대한 상세한 것은 2.2절 [Error Codes]12페 이지를 참조하라. 이곳의 예는 파이프를 만드는 간단한 예이다. 이 프로그램은 자식 프로세스를 만 들기 위해서 fork함수( 23.4절 [Creating a Process], 326페이지 참조)를 사용한다. 부모 프로세스는 파이프에 데이터를 쓰고 자식 프로세스에 의해 그 데이터가 읽혀진다.
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/* 파이프로부터 문자들을 읽고 그들은 표준 출력에 출력하라
*/
void
read_from_pipe (int file)
{
FILE *stream;
int c;
stream = fdopen (file, "r");
while ((c = fgetc (stream)) != EOF)
putchar (c);
fclose (stream);
}
/* 파이프에 어떤 텍스트를 써라 */
void
write_to_pipe (int file)
{
FILE *stream;
stream = fdopen (file, "w");
fprintf (stream, "hello, world!\n");
fprintf (stream, "goodbye, world!\n");
fclose (stream);
}
int
main (void)
{
pid_t pid;
int mypipe[2];
/* 파이프를 만들어라 */
if (pipe (mypipe))
{
fprintf (stderr, "Pipe failed.\n");
return EXIT_FAILURE;
}
/* 자식 프로세스를 만들어라 */
pid = fork ();
if (pid == (pid_t) 0)
{
/* 이것은 자식 프로세스이다. */
read_from_pipe (mypipe[0]);
return EXIT_SUCCESS;
}
else if (pid < (pid_t) 0)
{
/* fork가 실패했다. */
fprintf (stderr, "Fork failed.\n");
return EXIT_FAILURE;
}
else
{
/* 이것은 부모 프로세스이다. */
write_to_pipe (mypipe[1]);
return EXIT_SUCCESS;
}
}
10.2 부프로세스를 위한 파이프.
파이프는 부프로세스로 실행되어지고 있는 한 프로그렘으로부터 데이터를 받거나 혹은 데이터를 보내는데 일반적으로 사용된다. 이것들은 pipe( 파이프를 만드는 ), fork(부프로세스를 만들 기 위한 ), dup2( 표준 입력 또는 출력 채널로 파이프를 사용하기 위한 부프로세스 를 위해 ), 그리고 exec( 새로운 프로그램은 실행하기 위한)을 복합적으로 사용한다. 또는 popen과 pclose를 사용할 수 있다.
popen과 pclose를 사용함으로 인해서 얻는 이득은 사용하기 쉽고 좀더 간단한 인터페이스를 갖는다 는 것이다. 그러나 직접적으로 저수준 함수를 사용함으로 인해서 프로그램의 유연성은 얻을수가 없 다.
함수 : FILE * popen (const char *command, const char *mode)
popen 함수는 system함수와 매우 가까운 연관을 갖고 있다; 23.1절 [Running a Command], 325 페이지 참조. 그것은 부프로세스로써 command 쉘 명령을 실행한다. 그렇지만 그 명령이 수행되기 를 기다리는 대신에, 그것은 부프로세스에 파이프를 만들고 그 파이프에 해당하는 스트림을 리턴한 다.
만일 mode 인수가 "r"로 정해진다면, 당신은 부프로세스의 표준 출력 채널로부터 데이터를 받아들 인 스트림으로부터 데이터를 읽을 수 있다. 부프로세스는 부모 프로세스로부터 표준 입력 채널을 상 속받는다. 유사하게, 만일 당신이 mode 인수를 "w"로 정한다면, 당신은 부프로세스의 표준 입력 채 널로 데이터를 보내기위한 스트림에 데이터를 쓸수 있다. 부프로세스는 부모 프로세스로부터 표준 출력 채널을 상속받는다. 에러가 발생하면, popen는 널 포인터를 리턴한다. 이것은 파이프나 스트림 이 만들어지지 않았거나, 부프로세스가 생성되지 않았거나, 혹은 프로그램이 실행되지 않았거나 할 때 발생할 것이다.
함수 : int pclose (FILE *stream)
pclose 함수는 popen으로 만들어진 스트림을 닫을 때 사용한다. 그것은 시스템 함수로써, 자식 프 로세스가 종료되고 그 상황값을 리턴하기를 기다린다.
여기에 다른 프로그램을 통한 출력 필터로 popen과 pclose를 어떻게 사용하는지 보여주는 예가 있 다.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void
write_data (FILE * stream)
{
int i;
for (i = 0; i < 100; i++)
fprintf (stream, "%d\n", i);
if (ferror (stream))
{
fprintf (stderr, "Output to stream failed.\n");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
int
main (void)
{
FILE *output;
output = popen ("more", "w");
if (!output)
{
fprintf (stderr, "Could not run more.\n");
return EXIT_FAILURE;
}
write_data (output);
pclose (output);
return EXIT_SUCCESS;
}
10.3 FIFO 특별한 파일들.
특별한 파일인 FIFO는 다른 방법으로 만들어진다는 점을 제외하고는 파이프와 유사하다. 파이프 가 작자 불명의 통신 채널인점에 비해 FIFO 특별화일은 mkfifo를 호출함으로써 파일 시스템에 삽입 된다. 일단 당신이 이 방법으로 FIFO 특별화일을 만들면, 어느 프로세스도 일반적 파일을 다루는것 과 같은 방법으로 읽기나 쓰기를 위해 그것을 개방 할 수 있다. 그렇지만, 그것에 입력이나 출력 명 령을 행하기 전에 양끝이 동시에 개방되도록 해야한다. 보통의 블록을 읽기 위해서 FIFO를 개방한
동안 어떤 다른 프로세스는 출력을 위해서 같은 FIFO를 개방한다.
mkfifo 함수는 헤더파일 'sys/stat.h'에 선언되어 있다.
함수 : int mkfifo (const char *filename, mode_t mode)
mkfifo 함수는 filename의 이름을 가진 FIFO특별화일을 만든다. mode 인수는 파일의 허가를 설정 하기 위해 사용되어진다; 9.8.7절 [Setting Permissions], 137 페이지 참조. 일반적으로, 성공하면 mkfifo는 0을 리턴한다. 에러가 발생한 경우에는 -1을 리턴한다. 보통의 파일 이름 문법에러에 더 하여 ( 6.2.3절 [File Name Errors] , 60 페이지 참조), 다음의 errno는 이 함수를 위해 정의된
에러상황이다.
EEXIST
그 이름을 가진 파일이 이미 존재한다.
ENOSPC
디렉토리나 파일 시스템이 확장되어진 수 없다.
EROFS
그 파일이 들어갈 디렉토리가 오직 읽기 모드 파일 시스템에 존재한다.
10.4 파이프 입/출력의 원소수.
읽거나 쓰여진 파이프의 데이터에서 만일 그 데이터의 크기가 PIPE_BUF 보다 작다면 원소이다. 이것은 시스템안의 어떤것도 부분적으로 수행된 상황을 말해줄 수 없는, 즉각적으로 만들어진 단위 의 데이터를 참조함을 의미한다. 원소단위 입/출력은 바르게 시작되지 않았을 것이다. ( 그것은 데 이터나 버퍼 공간을 확보하기 위해서 기다릴 필요가 있었지만, 일단 시작되었고, 그것은 즉시 끝난 다. ) 데이터의 많은 양을 읽거나 쓰는 것은 원소단위가 되어지지 않을 것이다; 예를 들어, 다른 프 로세스가 점유하고 있는 기술자로부터의 출력 데이터는 흩어지게 될 것이다. 27.6절 [Limits for Files], 374 페이지를 참조해서 PIPE_BUF 파라미터에 대한 자세한 정보를 얻어라.