File descriptors e I/O: o que todo processo compartilha

# Todo processo começa com 3 fds abertos:
# 0 = stdin  (leitura)
# 1 = stdout (escrita)
# 2 = stderr (escrita)

import os

# Abrir arquivo retorna o próximo fd disponível:
fd = os.open("/etc/hostname", os.O_RDONLY)
print(fd)   # 3 (próximo após stderr)

# Ler usando o fd diretamente:
dados = os.read(fd, 256)
print(dados)

# Redirecionar stdout para arquivo (fd 1 aponta para o arquivo):
fd_arquivo = os.open("/tmp/saida.txt", os.O_WRONLY | os.O_CREAT, 0o644)
os.dup2(fd_arquivo, 1)      # fd 1 agora aponta para o arquivo
os.close(fd_arquivo)        # fechar o fd original (fd 1 ainda aponta)
print("Isso vai para o arquivo!")
os.dup2(2, 1)               # restaurar stdout apontando para stderr

# Verificar fds abertos do processo atual:
import os
pid = os.getpid()
# ls -la /proc/{pid}/fd
fd_dir = f"/proc/{pid}/fd"
for fd_name in os.listdir(fd_dir):
    try:
        alvo = os.readlink(f"{fd_dir}/{fd_name}")
        print(f"fd {fd_name} → {alvo}")
    except:
        pass
# fd 0 → /dev/pts/0   (terminal)
# fd 1 → /dev/pts/0   (terminal)
# fd 2 → /dev/pts/0   (terminal)
# fd 3 → /etc/hostname (arquivo aberto)

# Limite de fds por processo:
import resource
soft, hard = resource.getrlimit(resource.RLIMIT_NOFILE)
print(f"Max fds: {soft} (soft) / {hard} (hard)")   # tipicamente 1024/4096
# ulimit -n 65536  # aumentar para servidores com muitas conexões

import os, subprocess

# Pipe anônimo — comunicação pai-filho
r_fd, w_fd = os.pipe()   # retorna par (leitura, escrita)

pid = os.fork()
if pid == 0:
    # Filho: fecha fd de leitura, escreve no pipe
    os.close(r_fd)
    os.write(w_fd, b"mensagem do filho
")
    os.close(w_fd)
    os._exit(0)
else:
    # Pai: fecha fd de escrita, lê do pipe
    os.close(w_fd)
    dados = os.read(r_fd, 1024)
    os.close(r_fd)
    os.waitpid(pid, 0)
    print(f"Pai recebeu: {dados.decode()}")

# subprocess.Popen — shell pipes via Python:
proc = subprocess.Popen(
    ["ls", "-la"],
    stdout=subprocess.PIPE,    # cria pipe, conecta stdout do ls
    stderr=subprocess.PIPE
)
stdout, stderr = proc.communicate()
print(stdout.decode())

# Pipe nomeado (FIFO) — persiste no filesystem
os.mkfifo("/tmp/meu_pipe")
# Processo A: open("/tmp/meu_pipe", "w") — bloqueia até B abrir
# Processo B: open("/tmp/meu_pipe", "r") — ambos desbloqueiam

# /dev: dispositivos como arquivos
with open("/dev/urandom", "rb") as f:
    random_bytes = f.read(16)    # lê 16 bytes de ruído do hardware

# /dev/null: descarta tudo que escrever
import subprocess
subprocess.run(["ls"], stdout=open("/dev/null", "w"))  # silencia saída

# /proc: informações do kernel como arquivos
with open("/proc/cpuinfo") as f:
    cpu_info = f.read()    # kernel gera dinamicamente

with open("/proc/loadavg") as f:
    load = f.read()        # "0.45 0.32 0.28 1/234 12345"

# /sys: controle de hardware como arquivos
with open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp") as f:
    temp_mc = int(f.read().strip())  # temperatura em milligraus
    print(f"CPU: {temp_mc / 1000:.1f}°C")