Н.В. Вдовикина, А.В. Казунин, И.В. Машечкин, А.Н. Техехин - Системное программное обеспечение - взаимодействие процессов (1114927), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Модель «клиент-сервер».Процесс-сервер запускается на выполнение первым, создаетименованный канал, открывает его на чтение в неблокирующемрежиме и входит в цикл, пытаясь прочесть что-либо. Затемзапускается процесс-клиент, подключается к каналу с известнымему именем и записывает в него свой идентификатор. Сервервыходит из цикла, прочитав идентификатор клиента, и печатает его./* процесс-сервер*/#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char **argv){int fd;int pid;mkfifo("fifo", S_IFIFO | 0666);/*создали специальный файл FIFO с открытыми длявсех правами доступа на чтение и запись*/fd = open("fifo", O_RDONLY | O_NONBLOCK);/* открыли канал на чтение*/while(read (fd, &pid, sizeof(int)) == -1) ;printf("Server %dgetpid(), pid);got message from %d !\n",close(fd);89unlink("fifo");/*уничтожили именованный канал*/return 0;}/* процесс-клиент*/#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>int main(int argc, char **argv){int fd;int pid = getpid( );fd = open("fifo", O_RDWR);write(fd, &pid, sizeof(int));close(fd);return 0;}5.5 Нелокальные переходы.Рассмотрим некоторые дополнительные возможности поорганизации управления ходом процесса в UNIX, а именновозможность передачи управления в точку, расположенную внеданной функции.Как известно, оператор goto позволяет осуществлятьбезусловный переход только внутри одной функции.
Этоограничение связано с необходимостью сохранения целостностистека: в момент входа в функцию в стеке отводится место,называемое стековым кадром, где записываются адрес возврата,фактические параметры, отводится место под автоматическиепеременные. Стековый кадр освобождается при выходе из функции.Соответственно, если при выполнении безусловного переходапроцесс минует тот фрагмент кода, где происходит освобождениестекового кадра, и управление непосредственно перейдет в другуючасть программы (например, в объемлющую функцию), тофактическое состояние стека не будет соответствовать текущемуучастку кода, и тем самым стек подвергнется разрушению.90Однако, такое ограничение в некоторых случаях создаетбольшое неудобство: например, в случае возникновения ошибки врекурсивной функции, после обработки ошибки имеет смыслперейти в основную функцию, которая может находиться нанесколько уровней вложенности выше текущей. Поскольку такойпереход невозможно осуществить ни оператором return, ниоператором goto, программист будет вынужден создавать какие-тогромоздкие структуры для обработки ошибок на каждом уровневложенности.Возможность передавать управление в точку, находящуюся водной из вызывающих функций, предоставляется двумя системнымивызовами, реализующими механизм нелокальных переходов:#include <setjmp.h>int setjmp(jmp_buf env);void longjmp(jmp_buf env, int val);Вызов setjmp() используется для регистрации некоторойточки кода, которая в дальнейшем будет использоваться в качествепункта назначения для нелокального перехода, а вызов longjmp() –для перехода в одну из ранее зарегистрированных конечных точек.При обращении к вызову setjmp(), происходит сохранениепараметров текущей точки кода (значения счетчика адреса, позициистека, регистров процессора и реакций на сигналы).
Все этизначения сохраняются в структуре типа jmp_buf, которая передаетсявызову setjmp() в качестве параметра. При этом вызов setjmp()возвращает 0.После того, как нужная точка кода зарегистрирована спомощью вызова setjmp(), управление в нее может быть переданопри помощи вызова longjmp().
При этом в качестве первогопараметра ему указывается та структура, в которой былизафиксированы атрибуты нужной нам точки назначения. Послеосуществления вызова longjmp() процесс продолжит выполнение сзафиксированной точки кода, т.е. с того места, где происходитвозврат из функции setjmp(), но в отличие от первого обращения кsetjmp(), возвращающим значением setjmp() станет не 0, азначение параметра val в вызове longjmp(), который произвелпереход.Отметим, что если программист желает определить впрограмме несколько точек назначения для нелокальных переходов,каждая из них должна быть зарегистрирована в своей структуре типаjmp_buf.
С другой стороны, разумеется, на одну и ту же точку91назначения можно переходить из разных мест программы, при этом,чтобы различить, из какой точки был произведен нелокальныйпереход, следует указывать при переходах разные значенияпараметра val. В любом случае, при вызове longjmp() значениепараметра val не должно быть нулевым (даже если оно есть 0, товозвращаемое значение setjmp() будет установлено в 1).
Крометого, переход должен производиться только на такие точки, которыенаходятся в коде одной из вызывающих функций для той функции,откуда осуществляется переход (в том числе, переход может бытьпроизведен из функции-обработчика сигнала). При этом в моментперехода все содержимое стека, используемое текущей функцией ивсеми вызывающими, вплоть до необходимой, освобождается.Пример 21. Использование нелокальных переходов.#include <signal.h>#include <setjmp.h>jmp_buf env;void abc(int s){…longjmp(env,1);/*переход- в точку *** */}int main(int argc, char **argv){…if (setjmp(env) == 0)/* запоминается данная точка процесса - *** */{signal(SIGINT,abc);на сигнал *//* установка реакции…/* цикл обработкифункции setjmp() */}else{…92данныхпослевызова/* цикл обработки данных после возврата изобработчика сигнала */}...}5.6 Трассировка процессов.Обзор форм межпроцессного взаимодействия в UNIX был быне полон, если бы мы не рассмотрели простейшую формувзаимодействия, используемую для отладки — трассировкупроцессов.
Принципиальное отличие трассировки от остальныхвидов межпроцессного взаимодействия в том, что она реализуетмодель«главный-подчиненный»:одинпроцессполучаетвозможность управлять ходом выполнения, а также данными икодом другого.В UNIX трассировка возможна только между родственнымипроцессами: процесс-родитель может вести трассировку тольконепосредственно порожденных им потомков, при этом трассировканачинается только после того, как процесс-потомок дает разрешениена это.Далее схема взаимодействия процессов путем трассировкитакова:выполнениеотлаживаемогопроцесса-потомкаприостанавливается всякий раз при получении им какого-либосигнала, а также при выполнении вызова exec().
Если в это времяотлаживающий процесс осуществляет системный вызов wait(),этот вызов немедленно возвращает управление. В то время, кактрассируемый процесс находится в приостановленном состоянии,процесс-отладчик имеет возможность анализировать и изменятьданные в адресном пространстве отлаживаемого процесса и впользовательской составляющей его контекста. Далее, процессотладчик возобновляет выполнение трассируемого процесса доследующей приостановки (либо, при пошаговом выполнении, длявыполнения одной инструкции).Основной системный вызов, используемый при трассировке,–это ptrace(), прототип которого выглядит следующим образом:#include <sys/ptrace.h>int ptrace(int cmd, pid, addr, data);где cmd – код выполняемой команды, pid – идентификаторпроцесса-потомка, addr – некоторый адрес в адресном пространствепроцесса-потомка, data – слово информации.93Чтобы оценить уровень предоставляемых возможностей,рассмотрим основные коды - cmd операций этой функции.cmd = PTRACE_TRACEME — ptrace() с таким кодом операциисыновний процесс вызывает в самом начале своей работы, позволяятем самым трассировать себя.
Все остальные обращения к вызовуptrace() осуществляет процесс-отладчик.PTRACE_PEEKDATA — чтение слова из адресногопространства отлаживаемого процесса по адресу addr, ptrace()cmd=возвращает значение этого слова.cmdPTRACE_PEEKUSER — чтение слова из контекста=процесса. Речь идет о доступе к пользовательской составляющейконтекста данного процесса, сгруппированной в некоторуюструктуру, описанную в заголовочном файле <sys/user.h>. В этомслучае параметр addr указывает смещение относительно началаэтой структуры. В этой структуре размещена такая информация, какрегистры, текущее состояние процесса, счетчик адреса и так далее.ptrace() возвращает значение считанного слова.cmd = PTRACE_POKEDATA — запись данных, размещенных впараметре data, по адресу addr в адресном пространстве процесса-потомка.= PTRACE_POKEUSER — запись слова из data в контексттрассируемого процесса со смещением addr.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
