Sistemi operativi, A.A. 2011/2012 (M. Cesati)
Scaletta esercitazione #13, 14.06.2012

1 IPC: InterProcess Communication
  1.1 Pipe uni-direzionali
  1.2 FIFO (named pipe)
  1.3 System V IPC
      1.3.1 Code di messaggi
      1.3.2 Memoria condivisa
      1.3.3 Semafori
  1.4 POSIX IPC

2 Pipe uni-direzionali
  2.1 La chiamata di sistema pipe()
      +------------------------+
      |int pipe(int pipefd[2]);|
      +------------------------+
      2.2.1 Restituisce due descrittori di file, il primo per
            l'input, il secondo per l'output
      2.2.2 Dopo la pipe() il processo esegue una fork()
      2.2.3 Ciascuno dei due processi chiude l'uno o l'altro 
            descrittore di file
  2.2 Le chiamate di sistema dup() e dup2()
      +-------------------------------+
      |int dup(int oldfd);            |
      |int dup2(int oldfd, int newfd);|
      +-------------------------------+
      2.2.1 Duplicano il descrittore di file "oldfd"
      2.2.2 dup(): il nuovo descrittore e' il primo inutilizzato
      2.2.3 dup2(): il nuovo descrittore e' "newfd", se gia' in
            uso viene preventivamente chiuso
  2.4 Le chiamate di sistema popen() e pclose()
      +---------------------------------------------------+
      |FILE *popen(const char *command, const char *type);|
      |int pclose(FILE *stream);                          |
      +---------------------------------------------------+
      2.4.1 popen(): crea una pipe in lettura (type="r") o scrittura
            (type="w") connessa tra il processo invocante ed il processo
            corrispondente al comando di shell "command"
  2.3 Esercizio: utilizzare pipe(), dup() e execve() per scrivere in un buffer
      i nomi dei file contenuti nella directory corrente del programma
      [nomifile.c]

3 FIFO (named pipe)
  3.1 Comandi di sistema mknod e mkfifo
      $ mknod F1 p
      $ mkfifo F2
      $ ls -l F?
      prw-r--r-- 1 cesati users 0 2012-06-13 17:28 F1
      prw-r--r-- 1 cesati users 0 2012-06-13 17:28 F2
  3.3 $ echo -n "repetita iuvant " | cat - F1 | tee F1

4 System V IPC
  4.1 Identificatori di risorse IPC
      4.1.1 Persistenti fino a cancellazione o reboot
  4.2 La funzione ftok()
      +-----------------------------------------------+
      |key_t ftok(const char *pathname, int proj_id); |
      +-----------------------------------------------+
  4.3 I comandi ipcs, ipcmk, ipcrm
      4.3.1 Creazione: ipcmk -M <size> | -S <nsems> | -Q
      4.3.2 Elenco: ipcs
      4.3.3 Cancellazione: ipcrm -M key|-m id|-Q key|-q id|-S key|-s id

5 Code di messaggi
  5.1 La struttura struct msgbuf
      +---------------------------------------------------+
      |struct msgbuf {                                    |
      |    long mtype;    /* message type, must be > 0 */ |
      |    char mtext[1]; /* message data */              |
      |};                                                 |
      +---------------------------------------------------+
      5.1.1 Al posto di mtext l'applicazione puo' definire qualunque
            sequenza di campi
  5.2 La chiamata di sistema msgget()
      +----------------------------------+
      |int msgget(key_t key, int msgflg);|
      +----------------------------------+
      5.2.1 Restituisce un identificatore per la coda di messaggi
      5.2.2 key: IPC_PRIVATE (nuova risorsa) oppure chiave
      5.2.3 msgflg: IPC_CREAT (crea se necessario) |
                    IPC_EXCL (errore se risorsa gia' esiste) | 
                    diritti di accesso
  5.3 La chiamata di sistema msgsnd()
      +------------------------------------------------------------------+
      |int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);|
      +------------------------------------------------------------------+
      5.3.1 msqid: identificatore della coda di messaggi
      5.3.2 msgp: puntatore al messaggio da spedire
      5.3.3 msgsz: dimensione del messaggio da spedire (senza considerare
            il campo mtype!)
      5.3.4 mgsflg: IPC_NOWAIT (non bloccare se non e' possibile spedire
                    subito il messaggio)
  5.4 La chiamata di sistema msgrcv()
      +-----------------------------------------------------------------+
      |ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, |
      |               int msgflg);                                      |
      +-----------------------------------------------------------------+
      5.4.1 msqid: identificatore della coda di messaggi
      5.4.2 msgp: puntatore al buffer che ricevera' il messaggio
      5.4.3 msgsz: dimensione del buffer (senza considerare lo spazio 
            necessario per mtype!)
      5.4.4 msgtyp: tipo (etichetta) del messaggio
            5.4.4.1 Se 0, ricevi il primo messaggio in coda
            5.4.4.2 Se >0, il primo messaggio (non) del tipo indicato
            5.4.4.3 Se <0, il primo messaggio con tipo minore o uguale a -msgtyp
      5.4.5 msgflg: MSG_NOERROR (tronca il messaggio se troppo lungo invece
                    di restituire errore) | MSG_EXCEPT (rovescia la logica
                    di msgtyp) | IPC_NOWAIT (non bloccare se la coda e' vuota)
      5.4.6 Restituisce il numero di byte copiati nel buffer messaggi
  5.5 Per manipolare la coda di messaggi: chiamata di sistema msgctl()
      +-----------------------------------------------------+
      |int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);|
      +-----------------------------------------------------+
  5.6 Esercizio: scrivere un programma che permetta di lanciare due processi
      indipendenti (non in relazione padre/figlio) che dialogano attraverso una
      coda di messaggi IPC. Ciascun processo riceve dall'altro un valore
      numerico, lo stampa, ed invia all'altro lo stesso valore incrementato di
      uno. [pinginc.c]

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