[Linux] Using named pipe in linux (주의할 점)

일단 man page를 유심히 살펴보자.

FIFO(7)                             Linux Programmer's Manual                            FIFO(7)

NAME
       fifo - first-in first-out special file, named pipe

DESCRIPTION
       A  FIFO  special  file (a named pipe) is similar to a pipe, except that it is accessed as
       part of the file system.  It can be opened by multiple processes for reading or  writing.
       When  processes  are  exchanging data via the FIFO, the kernel passes all data internally
       without writing it to the file system.  Thus, the FIFO special file has  no  contents  on
       the  file  system;  the file system entry merely serves as a reference point so that pro‐
       cesses can access the pipe using a name in the file system.

       The kernel maintains exactly one pipe object for each FIFO special file that is opened by
       at  least one process.  The FIFO must be opened on both ends (reading and writing) before
       data can be passed.  Normally, opening the FIFO blocks until  the  other  end  is  opened
       also.

       A  process can open a FIFO in nonblocking mode.  In this case, opening for read only will
       succeed even if no-one has opened on the write side yet, opening for write only will fail
       with ENXIO (no such device or address) unless the other end has already been opened.

       Under  Linux,  opening  a  FIFO for read and write will succeed both in blocking and non‐
       blocking mode.  POSIX leaves this behavior undefined.  This can be used to  open  a  FIFO
       for  writing  while there are no readers available.  A process that uses both ends of the
       connection in order to communicate with itself should be very careful to avoid deadlocks.

NOTES
       When a process tries to write to a FIFO that is not opened for read on  the  other  side,
       the process is sent a SIGPIPE signal.

       FIFO  special files can be created by mkfifo(3), and are indicated by ls -l with the file
       type 'p'.

SEE ALSO
       mkfifo(1), open(2), pipe(2), sigaction(2), signal(2), socketpair(2), mkfifo(3), pipe(7)

COLOPHON
       This page is part of release 3.35 of the Linux man-pages project.  A description  of  the
       project, and information about reporting bugs, can be found at http://man7.org/linux/man-
       pages/.

Linux                                      2008-12-03                                    FIFO(7)

주의할 사항은 위에서, Bold로 표시해 두었다.

먼저 "read/write 양쪽이 열리기 전까지는 open이 block된다."는 말이 무슨 말일까?

아래 코드를 살펴보자.

int main()
{
	char msg[64];
	int fd;
	int rd;

	if (-1 == mkfifo("./fifo",0666))
		return 1;

	if (-1 == (fd = open("./fifo", O_RDWR))) // <--- (*A)
		return -1;
	printf("Before loop\n"); // <--- (*a)
	for (;;) {
		if (-1 == (rd = read(fd, msg, sizeof(msg))))
			return 1;
	}
	unlink("./fifo");
	return 0;
}

위의 코드는 실행시키면 바로 , (*a)가 수행된다.

그렇지만, (*A)의 open mode를 O_WRONLY 나 O_RDONLY 로 하면, pipe의 다른 한쪽 (read 혹은 write)가 열리기 전까지는 (*a)가 수행되지 않는다 (open에서 block된 상태) 는 말이다.

그리고, "read only의 경우 nonblocking mode로 open이 가능하다고 wirte는 안된다." 는 어떤식 문제를 가져 오는가?

앞서 이야기한 것처럼, 위의 코드에서, (*A)를 O_RDONLY로 하면, write pipe가 열리기 전까지는 (*a)가 수행되지 않는다.(block된 상태).

그렇지만, "$ echo hello > ./fifo" 같은 명령을 통해 write side를 일단 열개 되면, loop로 들어가게 되는데,

문제는, read가 NONBLOCKING으로 동작한다는 것이다.

즉, 더 이상 읽을 것이 없음에도 불구하고, block이 되지 않고 busy loop를 돌게 된다.
하지만, 위의 예시처럼, O_RDWR로 열게 되면, 더 이상 읽을게 없을 경우, read 에서 block 되어, 일반적으로 기대하는 방식으로 동작하게 된다.

추가적으로, File이란, System-wide한 resource이다.

따라서, 두 개 이상의 Process가 하나의 Pipe에 대해 동시에 read를 하고 있다면, 먼저 읽는 Process가 Pipe의 내용을 읽어가게 되고, 다른  Process들은 내용을 읽지 못한다.