FIFO

FIFO

Introdução

FIFO é um IPC similar ao PIPE, mas diferente de PIPE possui um nome no filesystem, ou seja, é um arquivo como qualquer outro presente no filesystem, e pode ser manipulado com as funções de open, read, write e close. Uma característica desse IPC é que qualquer processo interessado nos dados que trafegam nesse IPC pode consumir esses dados.

Criando FIFO

Para criar uma FIFO usa-se a system call:

Onde pathname representa o caminho do arquivo a ser criado, e mode representa as permissões do arquivo, e retorna 0 em caso de sucesso e -1 em caso de falha na criação do arquivo.

Implementação

Como descrito em PIPE será apresentando uma implementação de uma aplicação cliente-servidor.

launch_processes.c

Declaramos variáveis para armazenar o PID dos processos button_process e led_process, e variáveis para armazenar o estado da chamada feita pelo exec:

Aqui clonamos o processo usando fork e chamamos o exec com o button_process como parâmetro para que o clone mude o seu contexto para button_process:

Aqui clonamos o processo usando fork e chamamos o exec com o led_process como parâmetro para que o clone mude o seu contexto para led_process:

button_interface.c

Aqui criamos variáveis para receber o handle do arquivo, um buffer para escrevermos o estado do botão, que servirá como base para a alteração do estado do LED, e uma para manter armazenar o estado atual do LED:

Definimos o caminho onde o arquivo será criado, e por fim criamos o arquivo FIFO com permissão de escrita e leitura para o usuário, grupo e outros:

Inicializamos o botão com o descritor previamente configurado:

Nesse loop é aguardado o pressionamento do botão para que a alteração do estado seja efetivado e o loop interrompido:

Nesse trecho, abrimos o arquivo da FIFO e adquirimos o handle do arquivo, formatamos o buffer com o valor presente na variável state e escrevemos na FIFO, e fechamos o handle:

led_interface.c

Aqui criamos variáveis para receber o handle da FIFO, um buffer que será usado para ler o valor contido na FIFO, uma variável para guardar o estado, uma string com o caminho da FIFO:

Inicializamos a interface LED com o descritor previamente configurado:

Garantimos que a FIFO foi criada:

Aqui a aplicação fica realizando pooling lendo o conteúdo do arquivo e aplicando em LED:

Compilando, Executando e Matando os processos

Para compilar e testar o projeto é necessário instalar a biblioteca de hardware necessária para resolver as dependências de configuração de GPIO da Raspberry Pi.

Compilando

Para facilitar a execução do exemplo, o exemplo proposto foi criado baseado em uma interface, onde é possível selecionar se usará o hardware da Raspberry Pi 3, ou se a interação com o exemplo vai ser através de input feito por FIFO e o output visualizado através de LOG.

Clonando o projeto

Pra obter uma cópia do projeto execute os comandos a seguir:

Selecionando o modo

Para selecionar o modo devemos passar para o cmake uma variável de ambiente chamada de ARCH, e pode-se passar os seguintes valores, PC ou RASPBERRY, para o caso de PC o exemplo terá sua interface preenchida com os sources presentes na pasta src/platform/pc, que permite a interação com o exemplo através de FIFO e LOG, caso seja RASPBERRY usará os GPIO’s descritos no artigo.

Modo PC

Modo RASPBERRY

Executando

Para executar a aplicação execute o processo launch_processes para lançar os processos button_process e led_process que foram determinados de acordo com o modo selecionado:

Uma vez executado podemos verificar se os processos estão rodando através do comando:

O output

Interagindo com o exemplo

Dependendo do modo de compilação selecionado a interação com o exemplo acontece de forma diferente.

MODO PC

Para o modo PC, precisamos abrir um terminal e monitorar os LOG’s:

Dessa forma o terminal irá apresentar somente os LOG’s referente ao exemplo.

Para simular o botão, o processo em modo PC cria uma FIFO para permitir enviar comandos para a aplicação, dessa forma todas as vezes que for enviado o número 0 irá logar no terminal onde foi configurado para o monitoramento, segue o exemplo:

Output do LOG quando enviado o comando algumas vezes:

MODO RASPBERRY

Para o modo RASPBERRY a cada vez que o botão for pressionado irá alternar o estado do LED.

Matando os processos

Para matar os processos criados execute o script kill_process.sh:

Conclusão

FIFO é um IPC um pouco mais versátil do que PIPE, permite que diversos processos se comuniquem entre si através desse recurso, porém pode se tornar um pouco mais complicado quando se necessita entregar as mensagens para um processo específico, necessitando a implementação de filtros por parte da aplicação que consome o conteúdo.

Referências

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Engenheiro Elétrico de Formação mas é Engenheiro de Software de profissão, Pós Graduado em Sistemas Embarcados. Apaixonado por Idiomas, mas o idioma que mais lhe fascina é a Linguagem C.
Jogador de CTF, mas prefire Battlefield 1, exige menos da capacidade cognitiva :P. Atualmente atua como desenvolvedor de sistemas distribuídos no ramo aeronáutico. Quando está de bobeira fica desenhando personagens de Anime, criando conteúdo para o canal[Solidcris - Zerando Games] ou pedalando pela cidade de São Paulo.

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