MIB 6.1810实验Xv6 and Unix utilities(3)pingpong

Mit6.S081-实验1-Xv6 and Unix utilities-pingpong问题_Isana_Yashiro的博客-CSDN博客

Write a user-level program that uses xv6 system calls to ''ping-pong'' a byte between two processes over a pair of pipes, one for each direction. The parent should send a byte to the child; the child should print "<pid>: received ping", where <pid> is its process ID, write the byte on the pipe to the parent, and exit; the parent should read the byte from the child, print "<pid>: received pong", and exit. Your solution should be in the file user/pingpong.c.

难度：easy

题目：写一个pingpong.c 实现系统调用ping-pong，实现进程之间的管道通信。

管道（pipe）是一种最基本的进程间通信机制。

管道分为 读出端 和 写入端 两个部分，进程可以向写端写入数据，也可以从读端读出数据。通过pipe系统调用，内核会为用户进程创建管道，同时返回两个文件描述符，用以描述管道的读写端，

cpp 复制代码

int p[2];
int ret;
ret = pipe(p); /*正常创建后，p[1]为管道写入端，p[0]为管道读出端*/

通过文件描述符，可以向管道中写入和读取数据

cpp 复制代码

int write = write(p[1], buffer, n);
int read = read(p[0], buffer, n);

进程通常只持有某个管道的读出端或者写入端，因此使用的时候需要将另一端关闭。

实现：

cd user

vim pingpong.c

make qemu

pingpong.c

cpp 复制代码

#include "kernel/types.h"
#include "kernel/stat.h"
#include "user/user.h"

int main() {
    int p[2];
    int pid;
    pipe(p);
    pid = fork();
    char text[10];
    if (pid == 0) {
        read(p[0],text,10);
        printf("%d: received %s\n", getpid(),text);
        write(p[1],"pong",10);
        exit(0);
    } else { 
        write(p[1],"ping",10);
        wait(0);//父进程阻塞，等待子进程读取
        read(p[0],text,10);
        printf("%d:received %s\n",getpid(),text);

        exit(0);
    }
}

补充：管道的使用示例

cpp 复制代码

int p[2];
pipe(p);
int pid=fork();
if(pid>0){
    close(p[READ]);
    write(p[1],...);
    close(p[WRITE]);
    wait(0);
}else{
    close(p[WRITE]);
    read(p[READ],...);
    close(p[READ]);
    exit(0);
}

p是2个整数的数组

pipe(p)创建一个一个管道，p表示文件标识符的数组，可以进行管道操作。

p $0$ 用于读取，p $1$ 用于写入。

fork()函数用来创建一个子进程。如果成功创建，将返回两次，在父进程中返回子进程的PID(大于0)，在子进程中返回0。

read如果读不到数据就会进入阻塞状态。所以先执行父进程，在执行子进程。

输出乱序问题

所以如果不对两个字串读出和写入过程进行限制，会导致资源访问的冲突。因此，我们采取调用函数wait()的方式，保证同一时刻管道内只有一个资源的写入和读取。

注意：在linux系统中：父进程的wait()一定和子进程的exit()成对出现配合使用。同时，父进程也需要调用exit(0)

exit() ：子进程调用 exit() 函数来正常终止自己的执行。exit() 函数将子进程的状态传递给父进程。子进程可以通过传递一个整数状态值来向父进程报告它的终止状态。这个状态值通常代表了子进程的结束状态，比如返回码或错误码。
wait() ：父进程可以调用 wait() 函数等待子进程的结束。当父进程调用 wait() 时，它会被阻塞，直到它的一个子进程结束。一旦子进程结束，父进程就会收到关于子进程终止状态的信息。父进程可以通过 wait() 获取子进程的终止状态，并且清理子进程的资源。