수안이의 컴퓨터 연구실

이번기사는 pipe 를 이용한 부모프로세스와 자식프로세스간의 통신 방법에 대한 내용을 담고 있다. 이밖에도 fork와 exec 를 통한 프로세스 생성과 생성된 프로세스와의 통신, pipe 로 생성된 파일 지시자의 구성등에 대한 내용을 담고 있다.


1절. 소개
2절. 만들고자 하는것
2.1절. pipe(2) 함수에 대해서
2.2절. 작동 process
2.3절. 예제 코드

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1절. 소개
우리는 이미 PIPE 를 통한 IPC 의 구현에 대해서 몇번에 걸쳐 다루었었다. 그런데 필자가 실수로 보모자식간의 통신을 위한 pipe 의 사용에 대한 내용은 빼먹었었다.

이번에는 이 pipe 의 사용법에 대한 응용을 예를들어 설명할 생각이다.


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2절. 만들고자 하는것
우리는 몇개의 실행프로그램으로 이루어진 시스템을 설치하 일종의 자동실행 프로그램을 만들것이다. 이 시스템은 3개의 프로그램으로 이루어져 있다. 이 프로그램들은 일정한 순서대로 실행이 되어야 하며, 하나의 프로그램이 실행되기전에 바로앞의 프로그램이 제대로 실행되었는지 확인후 제대로 실행되었다면 실행되어야 한다.

이것을 구현하기 위해서 우리는 main 실행파일을 하나 만든후, main 실행파일에서 fork&exec 방식을 이용해서 순서대로 나머지 3개의 sub 프로그램들을 실행하게 될것이다.

sub 프로그램의 실행순서와 실행할 파일이름을 지정해주기 위한 설정파일을 가지게 되며, main 프로그램은 설정파일을 읽어들여서 sub 프로그램들을 실행시키게 될것이다.

그런데 이들 프로그램은 앞의 프로그램이 제대로 실행되었는지 확인후 차례대로 실행시켜주어야 할것이다. 그러기 위해서 main 프로그램은 하나의 sub 프로그램을 실행시킨후 실행시킨 sub 프로그램과 pipe 를 이용해서 통신을 하게 될것이다. sub 프로그램은 자신의 pid 를 main 프로그램에 넘겨주게 되고, main 은 이 pid 를 넘겨 받으면 sub 프로그램이 제대로 실행되었다고 판단하고 다음 sub 프로그램을 실행하게 된다.


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2.1절. pipe(2) 함수에 대해서
pipe 함수를 호출하게 되면, 읽기전용과 쓰기전용 두개의 파이프를 생성할수 있다.

#include <unistd.h> int pipe(int filedes[2]);


아규먼트를 보면 int형 배열임을 알수 있다. 이는 pipe 호출로 만들어 지는 읽기전용과 쓰기전용의 파이프 연결자를 넘겨 받기 위함이다.

PIPE 의 전반적인 특성은 이 사이트의 다른 문서들을 참고하기 바란다.


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2.2절. 작동 process
이 프로그램은 아마 다음과 같은 방식으로 작동할것이다.
메인 프로그램 시작

int main() { 설정파일을 읽어들인다. 파이프를 생성한다. while(설정파일의 크기만큼) { fork 시킨다 fork 시킨 프로세스가 자식 프로세스라면 { dup2 함수를 이용해서 1번 파이프(쓰기전용)을 1(표준출력) 으로 복사 한다. 설정파일에서 읽어들인 sub 프로그램을 execl 함수를 통해서 실행시킨다. } 0번 파이프(읽기전용)에서 sub 프로그램으로 부터 넘어오는 데이타를 읽는다. } }



exec 함수를 실행시킬경우 열린파일 지시자가 상속된다는 점을 알고 있을것이다. dup2 를 이용해서 기존에 만들어진 쓰기전용 파이프 번호를 표준출력(1) 으로 복사하고 나서 execl 함수를 이용해서 프로그램을 실행시키면, 이 프로그램은 표준출력을 통해서 부모의 파이프 와 통신할수 있게 된다.


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2.3절. 예제 코드
예제 코드는 2개의 쏘쓰로 이루어질 것이다. 하나는 main 프로그램으로 프로그램의 이름은 pm.cc 이고, 다른 하나는 pm 프로그램에서 frok&exec 로 실행시킬 sub 프로그램으로 이름은 proc.c 이다.

예제 : proc.c
int main() { char buf[20]; memset (buf, 0x00, 20); sprintf(buf, "%d", getpid()); write(1, buf, 20); while(1) { sleep(1); } }


프로그램이 하는일은 간단하다. 자신의 pid 번호를 write 를 이용해서 표준출력으로 보내는 것이다. 이 표준출력은 pm 에서 생성시킨 pipe 와 연결되어 있음으로 pid 번호는 pm 프로그램으로 전달될 것이다.

이 파일을 컴파일 한다음에 proc1, proc2, proc3 라는 이름으로 복사해서 적당한 디렉토리에 옮겨 놓도록 하자. 필자의 경우 /usr/yundream/bin 에 옮겨 놓았다.

예제 : main.c
#include <vector> #include <stdio.h> #include <string> #include <unistd.h> int main(int argc, char **argv) { FILE *fp; char buf[80]; char info[20]; int my_pid; int pid; int mypipe[2]; vector<STRING> proc_info; fp = fopen("config.cfg", "r"); while(fgets(buf, 80, fp) != NULL) { buf[strlen(buf) - 1] = 0x00; proc_info.push_back(buf); } fclose(fp); my_pid = getpid(); pipe(mypipe); for (int i = 0; i < proc_info.size(); i++) { if (getpid() != my_pid) exit(0); pid = fork(); if (pid == 0) { dup2(mypipe[1], 1); close(mypipe[0]); close(mypipe[1]); execl(proc_info[i].c_str(), proc_info[i].c_str(), NULL); } read(mypipe[0], info, 20); cout << "exec " << info << endl; } pause(); }


pm.cc 는 main 프로그램이다. 설정파일 config.cfg 로 부터 실행시켜야될 파일이름을 읽어들어와서 vector 로 목록을 만든다음에 fork&exec 로 미리 만들어 놓은 proc1, proc2, proc3 를 실행 시키다. config.cfg 파일은 다음과 같이 구성될것이다.
/usr/yundream/bin/proc1
/usr/yundream/bin/proc2
/usr/yundream/bin/proc3




위의 프로그램을 실행시키면 아래와 같은 결과를 보여줄것이다.
[root@localhost test]# ./pm
exec 3642
exec 3643
exec 3644


실행을 했다면 실제로 sub 프로그램들의 표준출력이 어떻게 처리되고 있는지 알아보도록 하자. /proc/3642/fd 로 이동해서 ls 값을 보도록 하자.
[root@localhost fd]# ls -al
합계 0
dr-x------ 2 root root 0 7월 28 14:09 .
dr-xr-xr-x 3 root root 0 7월 28 14:08 ..
lrwx------ 1 root root 64 7월 28 14:09 0 -> /dev/pts/5
l-wx------ 1 root root 64 7월 28 14:09 1 -> pipe:[28721]
lrwx------ 1 root root 64 7월 28 14:09 2 -> /dev/pts/5


위의 결과를 보면 표준출력 1 이 /dev/pts/5 로 연결되어 있지 않고, pipe 로 연결되어 있음을 알수 있다. 또한 이 파이는 쓰기 전용임을 알수 있다.

이제 pm 의 파일지시자 구조를 알아보겠다. pm 의 pid 번호를 알아내고 /proc/pmpid/fd 로 이동해서 ls 값을 알아보도록 하자.
[root@localhost fd]# ls -al
합계 0
dr-x------ 2 root root 0 7월 28 14:11 .
dr-xr-xr-x 3 root root 0 7월 28 14:11 ..
lrwx------ 1 root root 64 7월 28 14:11 0 -> /dev/pts/5
lrwx------ 1 root root 64 7월 28 14:11 1 -> /dev/pts/5
lrwx------ 1 root root 64 7월 28 14:11 2 -> /dev/pts/5
lr-x------ 1 root root 64 7월 28 14:11 3 -> pipe:[28721]
l-wx------ 1 root root 64 7월 28 14:11 4 -> pipe:[28721]


2개의 파이프가 생성되었음을 알수 있다. 하나는 읽기전용 파이프이고, 또다른 하나는 쓰기전용 파이프이다. 그리고 파이프 번호를 보면 28721 로 각 sub 프로그램들의 파이프번호와 일치함을 알수 있다. 이를 통해서 각 sub 프로그램들의 표준출력 1 은 pm 의 읽기전용 파이프의 연결번호인 3 번과 연결되어 있음을 알수 있다.

출처 :http://joinc.co.kr/modules.php?name=new ··· 3Dnested