שאלת מבחן במערכות הפעלה - האוניברסיטה הפתוחה 2019 - תהליכים

הסבירו מה נעשה בשורות קוד הבאות: ```c int main(void) { int n, fd[2]; pid_t pid; char line[2048]; if (pipe(fd) < 0) fprintf(stderr,"pipe error"); if ( (pid = fork()) < 0) fprintf(stderr,"fork error"); else if (pid > 0) { /* parent */ close(fd[0]); write(fd[1], "hello world\n", 12); } else { /* child */ close(fd[1]); n = read(fd[0], line, 2048); write(1, line, n); } exit(0); } ```

רמז: הקוד מדגים תקשורת בין-תהליכית (IPC) בין תהליך אב לתהליך בן. שימו לב לקריאות המערכת `pipe` ו-`fork` כדי להבין כיצד נוצר ערוץ התקשורת וכיצד הוא משותף בין התהליכים.

פתרון: קטע הקוד מדגים תקשורת בין-תהליכית (IPC - Inter-Process Communication) בין **תהליך אב** ל**תהליך בן** באמצעות **צינור** (**pipe**). 1. **`pipe(fd)`**: בתחילה, התהליך הראשי מבצע **קריאת מערכת** `pipe`. קריאה זו יוצרת צינור חד-כיווני ומחזירה שני **מתארי קבצים** (file descriptors) במערך `fd`: `fd[0]` משמש לקריאה מהצינור, ו-`fd[1]` משמש לכתיבה לצינור. כל מה שנכתב ל-`fd[1]` ניתן לקריאה מ-`fd[0]`. 2. **`fork()`**: לאחר יצירת הצינור, התהליך מבצע **קריאת מערכת** `fork`. קריאה זו יוצרת **תהליך בן** חדש, שהוא העתק של התהליך המקורי (**תהליך האב**). שני התהליכים (האב והבן) ממשיכים את ריצתם מהנקודה שאחרי ה-`fork`, ושניהם יורשים את מתארי הקבצים של הצינור שנוצר. * בתהליך האב, `fork` מחזיר את מזהה התהליך (PID) של הבן (מספר חיובי). * בתהליך הבן, `fork` מחזיר 0. 3. **לוגיקת תהליך האב (`pid > 0`)**: * `close(fd[0])`: האב סוגר את צד הקריאה של הצינור, מכיוון שהוא מתכוון רק לכתוב אליו. זוהי פרקטיקה טובה למנוע בעיות. * `write(fd[1], "hello world\n", 12)`: האב כותב את המחרוזת "hello world " (12 בתים) לתוך צד הכתיבה של הצינור. 4. **לוגיקת תהליך הבן (`pid == 0`)**: * `close(fd[1])`: הבן סוגר את צד הכתיבה של הצינור, מכיוון שהוא מתכוון רק לקרוא ממנו. * `n = read(fd[0], line, 2048)`: הבן מנסה לקרוא נתונים מצד הקריאה של הצינור. קריאת `read` היא חוסמת, ולכן התהליך ימתין עד שיהיו נתונים זמינים בצינור (שנכתבו על ידי האב). הנתונים נקראים לתוך המערך `line`, ומספר הבתים שנקראו בפועל נשמר במשתנה `n`. * `write(1, line, n)`: הבן כותב את הנתונים שקרא מהצינור אל הפלט הסטנדרטי (stdout), שמתאר הקובץ שלו הוא `1`. התוצאה היא הדפסת המחרוזת "hello world" על המסך. לסיכום, התוכנית יוצרת ערוץ תקשורת שבו האב שולח הודעה לבן, והבן מדפיס אותה למסך.