pipe(7) Miscellaneous Information Manual pipe(7)
NOM
pipe – Exposé général sur les tubes et les FIFO
DESCRIPTION
Les tubes et les FIFO (ou tubes nommés) fournissent un canal de commu-
nication interprocessus unidirectionnel. Un tube a une entrée et une
sortie. Les données écrites à l'entrée du tube peuvent être lues à sa
sortie.
Un tube est créé avec l'appel système pipe(2) qui crée un nouveau tube
et renvoie deux descripteurs de fichier, l'un correspondant à l'entrée
du tube et l'autre à la sortie. Les tubes peuvent être utilisés pour
créer un canal de communication entre des processus associés ; consul-
tez pipe(2) pour un exemple.
Une file d’attente FIFO (abréviation de « First In First Out » ou pre-
mier entré, premier sorti) a un nom sur le système de fichiers (créé
avec mkfifo(3)) et est ouverte avec open(2). Tout processus peut ouvrir
une FIFO si les permissions du fichier l'autorisent. La sortie est ou-
verte avec l'option O_RDONLY ; l'entrée est ouverte avec l'option
O_WRONLY. Consultez fifo(7) pour plus de détails. Note : même si les
FIFO ont un nom sur le système de fichiers, les entrées/sorties sur une
FIFO n'impliquent pas d'opérations sur le périphérique sous-jacent
(s'il y en a un).
E/S sur les tubes et les FIFO
La seule différence entre les tubes et les FIFO est la manière dont ils
sont créés et ouverts. Une fois ces tâches accomplies, les E/S sur les
tubes et les FIFO ont strictement les mêmes sémantiques.
Si un processus essaie de lire dans un tube vide, read(2) bloquera
jusqu'à ce que des données soient disponibles. Si un processus essaie
d'écrire dans un tube plein (voir ci-dessous), write(2) bloque jusqu'à
ce que suffisamment de données aient été lues dans le tube pour per-
mettre la réussite de l'écriture. Des E/S non bloquantes sont possibles
en utilisant l'opération F_SETFL de fcntl(2) pour activer l'attribut
O_NONBLOCK d’état de fichier ouvert.
Le canal de communication fourni par un tube est un flux d'octets : il
n'y a pas de notion de limite de messages.
Si tous les descripteurs de fichier correspondant à l'entrée d'un tube
sont fermés, une tentative de lecture sur le tube renverra une condi-
tion de fin de fichier (read(2) renverra 0). Si tous les descripteurs
de fichier correspondant à la sortie d'un tube sont fermés, une tenta-
tive d'écriture provoquera l'envoi du signal SIGPIPE au processus appe-
lant. Si le processus appelant ignore ce signal, write(2) échoue avec
l'erreur EPIPE. Une application utilisant pipe(2) et fork(2) doit uti-
liser des appels à close(2) afin de fermer les descripteurs de fichier
superflus ; cela permet d'assurer que la condition de fin de ficher et
SIGPIPE/EPIPE soient renvoyés correctement.
Il n'est pas possible d'invoquer lseek(2) sur un tube.
Capacité d'un tube
Un tube a une capacité limitée. Si le tube est plein, un write(2) blo-
quera ou échouera, selon que l'attribut O_NONBLOCK est activé ou non
(voir ci-dessous). Différentes implémentations ont différentes limites
de capacité des tubes. Les applications ne doivent pas dépendre d'une
capacité particulière, mais être conçues pour qu'un processus lecteur
lise les données dès qu'elles sont disponibles de manière à ce qu'un
processus écrivant ne soit pas bloqué.
Before Linux 2.6.11, the capacity of a pipe was the same as the system
page size (e.g., 4096 bytes on i386). Since Linux 2.6.11, the pipe ca-
pacity is 16 pages (i.e., 65,536 bytes in a system with a page size of
4096 bytes). Since Linux 2.6.35, the default pipe capacity is 16 pages,
but the capacity can be queried and set using the fcntl(2) F_GET-
PIPE_SZ and F_SETPIPE_SZ operations. See fcntl(2) for more informa-
tion.
L’opération ioctl(2) suivante, qui peut être appliquée à un descripteur
de fichier faisant référence à n’importe quelle extrémité du tube,
place un certain nombre d’octets non lus dans le tube dans le tampon
int pointé par le dernier argument de l’appel :
ioctl(fd, FIONREAD, &nbytes);
L’opération FIONREAD n’est précisée dans aucune norme, mais est fournie
dans beaucoup d’implémentations.
Fichiers /proc
Dans Linux, les fichiers suivants contrôlent la quantité de mémoire
pouvant être utilisée pour les tubes :
/proc/sys/fs/pipe-max-pages (uniquement pour Linux 2.6.34)
Une limite supérieure, en nombre de pages, sur la quantité qu’un
utilisateur non privilégié (n’ayant pas la capacité CAP_SYS_RE-
SOURCE) peut être définie pour un tube.
La valeur par défaut pour cette limite est de 16 fois la quan-
tité par défaut pour le tube (voir ci-dessus). La limite basse
est de deux pages.
Cette interface a été supprimée dans Linux 2.6.35, en faveur de
/proc/sys/fs/pipe-max-size.
/proc/sys/fs/pipe-max-size (depuis Linux 2.6.35)
La taille maximale (en octet) de tubes particuliers pouvant être
définie par les utilisateurs n’ayant pas la capacité CAP_SYS_RE-
SOURCE. La valeur assignée dans ce fichier peut être arrondie à
la valeur supérieure pour refléter la valeur réellement employée
pour une mise en œuvre pratique. Pour déterminer cette valeur
arrondie, affichez le contenu de ce fichier après lui avoir as-
signé une valeur.
La valeur par défaut pour ce fichier est 1 048 576 (1 Mibit). La
valeur minimale qui peut être assignée à cette page est la
taille de page du système. Un essai d’une limite inférieure à
cette taille de page provoque l’échec de write(2) avec l’erreur
EINVAL.
Depuis Linux 4.9, la valeur dans ce fichier agit comme un pla-
fond pour la capacité par défaut pour un nouveau tube ou une
FIFO nouvellement ouverte.
/proc/sys/fs/pipe-user-pages-hard (depuis Linux 4.5)
La limite dure de la taille totale (en nombre de pages) de tous
les tubes créés ou définis par un utilisateur particulier non
privilégié (c’est-à-dire n’ayant ni la capacité CAP_SYS_RESOURCE
ni la capacité CAP_SYS_ADMIN). Aussi longtemps que le nombre to-
tal de pages allouées pour les tampons de tube pour cet utilisa-
teur est à cette limite, les essais pour créer de nouveaux tubes
n’aboutiront pas et les essais pour augmenter la capacité de
tube n’aboutiront pas.
Quand la valeur de cette limite est zéro (comportement par dé-
faut ), aucune limite dure n’est appliquée.
/proc/sys/fs/pipe-user-pages-soft (depuis Linux 4.5)
La limite douce de la taille totale (en nombre de pages) de tous
les tubes créés ou définis par un utilisateur particulier non
privilégié (c’est-à-dire n’ayant ni la capacité CAP_SYS_RESOURCE
ni la capacité CAP_SYS_ADMIN). Aussi longtemps que le nombre to-
tal de pages allouées pour les tampons de tube pour cet utilisa-
teur est à cette limite, les tubes individuels créés par l’uti-
lisateur seront limités à une page et les essais pour augmenter
la capacité de tube n’aboutiront pas.
Quand la valeur de cette limite est zéro, aucune limite douce
n’est appliquée. La valeur par défaut dans ce fichier est 16 384
qui permet de créer jusqu’à 1 024 tubes avec la capacité par dé-
faut.
Avant Linux 4.9, quelques bogues affectaient la gestion des limites
pipe-user-pages-soft et pipe-user-pages-hard. Consultez la section
BOGUES.
PIPE_BUF
POSIX.1 says that writes of less than PIPE_BUF bytes must be atomic:
the output data is written to the pipe as a contiguous sequence. Writes
of more than PIPE_BUF bytes may be nonatomic: the kernel may interleave
the data with data written by other processes. POSIX.1 requires
PIPE_BUF to be at least 512 bytes. (On Linux, PIPE_BUF is 4096 bytes.)
The precise semantics depend on whether the file descriptor is nonblo-
cking (O_NONBLOCK), whether there are multiple writers to the pipe, and
on n, the number of bytes to be written:
O_NONBLOCK désactivé, n <= PIPE_BUF
Les n octets sont écrits de manière atomique ; write(2) peut
bloquer s'il n'y a pas de place pour écrire n octets immédiate-
ment.
O_NONBLOCK activé, n <= PIPE_BUF
S'il y a la place d'écrire n octets dans le tube, write(2) réus-
sit immédiatement, en écrivant les n octets ; sinon, write(2)
échoue et définit errno à EAGAIN.
O_NONBLOCK désactivé, n > PIPE_BUF
L'écriture est non atomique : les données fournies à write(2)
peuvent être entrelacées avec des écritures d'autres processus ;
l'écriture bloque jusqu'à ce que n octets aient été écrits.
O_NONBLOCK activé, n > PIPE_BUF
Si le tube est plein, write(2) échoue, en plaçant errno à EA-
GAIN. Sinon, entre 1 et n octets peuvent être écrits (une
« écriture partielle » peut se produire ; l'appelant doit véri-
fier la valeur de retour de write(2) pour voir combien d'octets
ont réellement été écrits), et ces octets peuvent être entrela-
cés avec des écritures d'autres processus.
Attributs d'état de fichier ouvert
Les seuls attributs d'état de fichier ouvert qui peuvent s'appliquer
aux tubes et aux FIFO sont O_NONBLOCK et O_ASYNC.
Setting the O_ASYNC flag for the read end of a pipe causes a signal
(SIGIO by default) to be generated when new input becomes available on
the pipe. The target for delivery of signals must be set using the
fcntl(2) F_SETOWN command. On Linux, O_ASYNC is supported for pipes
and FIFOs only since Linux 2.6.
Notes sur la portabilité
Sur certains systèmes (mais pas sous Linux), les tubes sont bidirec-
tionnels : des données peuvent être transmises dans les deux directions
entre les extrémités du tube. Selon POSIX.1-2001, les tubes sont uni-
quement décrits comme unidirectionnels. Les applications portables
doivent éviter de s'appuyer sur une sémantique bidirectionnelle des
tubes.
BOGUES
Avant Linux 4.9, quelques bogues affectaient la gestion des limites
pipe-user-pages-soft et pipe-user-pages-hard lors de l’utilisation de
l’opération F_SETPIPE_SZ de fcntl(2) pour modifier la capacité d’un
tube :
(a) Lors de l’augmentation de la capacité du tube, les vérifications
sur les limites douce et dure sont faites sur la consommation
existante et excluent la mémoire nécessaire pour la capacité aug-
mentée du tube. La nouvelle augmentation de capacité du tube pour-
rait pousser la mémoire totale utilisée par l’utilisateur pour les
tubes au-dessus (possiblement très au delà) de la limite. Cela
pourrait aussi déclencher le problème exposé ci-après.
Depuis Linux 4.9, la vérification de limite inclut la mémoire né-
cessaire pour la nouvelle capacité de tube.
(b) Les vérifications de limite sont réalisées même si la nouvelle ca-
pacité du tube est inférieure à la capacité du tube existant. Cela
pourrait conduire à des problèmes si un utilisateur définit une
capacité importante de tube et que les limites sont abaissées,
avec comme résultat que l’utilisateur ne pourrait plus abaisser la
capacité du tube.
Depuis Linux 4.9, les vérifications des limites sont réalisées
uniquement lors de l’augmentation de capacité de tube. Un utilisa-
teur non privilégié peut toujours diminuer la capacité de tube.
(c) La prise en compte et la vérification sur les limites sont faites
comme suit :
(1) Test pour savoir si l’utilisateur a dépassé la limite.
(2) Allocation du tampon pour le nouveau tube.
(3) Comparaison de la nouvelle allocation avec les limites.
This was racey. Multiple processes could pass point (1) simulta-
neously, and then allocate pipe buffers that were accounted for
only in step (3), with the result that the user's pipe buffer al-
location could be pushed over the limit.
Depuis Linux 4.9, l’étape de prise en compte est réalisée avant
l’allocation et l’opération échoue si la limite est dépassée.
Before Linux 4.9, bugs similar to points (a) and (c) could also occur
when the kernel allocated memory for a new pipe buffer; that is, when
calling pipe(2) and when opening a previously unopened FIFO.
VOIR AUSSI
mkfifo(1), dup(2), fcntl(2), open(2), pipe(2), poll(2), select(2), so-
cketpair(2), splice(2), stat(2), tee(2), vmsplice(2), mkfifo(3),
epoll(7), fifo(7)
TRADUCTION
La traduction française de cette page de manuel a été créée par Chris-
tophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <ste-
phan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, Fran-
çois Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Gué-
rard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.cou-
lon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux
<thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centra-
liens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <si-
mon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@de-
bian.org>, David Prévot <david@tilapin.org>, Cédric Boutillier <ce-
dric.boutillier@gmail.com>, Frédéric Hantrais <fhantrais@gmail.com> et
Jean-Paul Guillonneau <guillonneau.jeanpaul@free.fr>
Cette traduction est une documentation libre ; veuillez vous reporter à
la GNU General Public License version 3
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