Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Права доступа к объекту указываются набором флажков доступа, подобно тому, как это делается для файлов:

Комбинацией флажков можно добиться различных результатов:

Работа с объектами IPC System V во многом похожа на работу с файлами в UNIX. Одним из различий является то, что файловые дескрипторы имеют значимость в контексте процесса, в то время как значимость дескрипторов объектов IPC распространяется на всю систему. Так файловый дескриптор 3 одного процесса в общем случае никак не связан с дескриптором 3 другого неродственного процесса (т.е. эти дескрипторы ссылаются на различные файлы). Иначе обстоит дело с дескрипторами объектов IPC. Все процессы, использующие, скажем, одну очередь сообщений, получат одинаковые дескрипторы этого объекта.

Для каждого из объектов IPC ядро поддерживает соответствующую структуру данных, отличную для каждого типа объекта (очереди сообщений, семафора или разделяемой памяти). Общей у этих данных является структура ipc_permописывающая права доступа к объекту, подобно тому, как это делается для файлов. Основными полями этой структуры являются:

Права доступа (как и для файлов) определяют возможные операции, которые может выполнять над объектом конкретный процесс (получение доступа к существующему объекту, чтение, запись и удаление).

Заметим, что система не удаляет созданные объекты IPC даже тогда, когда ни один процесс не пользуется ими. Удаление созданных объектов является обязанностью процессов, которым для этого предоставляются соответствующие функции управления msgctl(2) , semctl(2) , shmctl(2) . С помощью этих функций процесс может получить и установить ряд полей внутренних структур, поддерживаемых системой для объектов IPC, а также удалить созданные объекты. Безусловно, как и во многих других случаях использования объектов IPC процессы предварительно должны "договориться", какой процесс и когда удалит объект. Чаще всего, таким процессом является сервер.

Как уже обсуждалось, очереди сообщений являются составной частью UNIX System V, они обслуживаются операционной системой, размещаются в адресном пространстве ядра и являются разделяемым системным ресурсом. Каждая очередь сообщений имеет свой уникальный идентификатор. Процессы могут записывать и считывать сообщения из различных очередей. Процесс, пославший сообщение в очередь, может не ожидать чтения этого сообщения каким-либо другим процессом. Он может закончить свое выполнение, оставив в очереди сообщение, которое будет прочитано другим процессом позже.

Данная возможность позволяет процессам обмениваться структурированными данными, имеющими следующие атрибуты:

□ Тип сообщения (позволяет мультиплексировать сообщения в одной очереди)

□ Длина данных сообщения в байтах (может быть нулевой)

□ Собственно данные (если длина ненулевая, могут быть структурированными)

Очередь сообщений хранится в виде внутреннего однонаправленного связанного списка в адресном пространстве ядра. Для каждой очереди ядро создает заголовок очереди ( msqid_ds), где содержится информация о правах доступа к очереди ( msg_perm), ее текущем состоянии ( msg_cbytes— число байтов и msg_qnum— число сообщений в очереди), а также указатели на первое ( msg_first) и последнее ( msg_last) сообщения, хранящиеся в виде связанного списка (рис. 3.18). Каждый элемент этого списка является отдельным сообщением.

Рис. 3.18. Структура очереди сообщений

Для создания новой очереди сообщений или для доступа к существующей используется системный вызов msgget(2) :

#include

#include

#include

int msgget(key_t key, int msgflag);

Функция возвращает дескриптор объекта-очереди, либо -1 в случае ошибки. Подобно файловому дескриптору, этот идентификатор используется процессом для работы с очередью сообщений. В частности, процесс может:

□ Помещать в очередь сообщения с помощью функции msgsnd(2) ;

□ Получать сообщения определенного типа из очереди с помощью функции msgrcv(2) ;

□ Управлять сообщениями с помощью функции msgctl(2) .

Перечисленные системные вызовы манипулирования сообщениями имеют следующий вид:

#include

#include

#include

int msgsnd(int msqid, const void *msgp,

size_t msgsz, int msgflg);

int msgrcv(int msqid, void *msgp,

size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

Здесь msgidявляется дескриптором объекта, полученного в результате вызова msgget(2) . Параметр msgtypуказывает на буфер, содержащий тип сообщения и его данные, размер которого равен msgszбайт. Буфер имеет следующие поля:

Аргумент msgtypуказывает на тип сообщения и используется для их выборочного получения. Если msgtypравен 0, функция msgrcv(2) получит первое сообщение из очереди. Если величина msgtypвыше 0, будет получено первое сообщение указанного типа. Если msgtypменьше 0, функция msgrcv(2) получит сообщение с минимальным значением типа, меньше или равного абсолютному значению msgtyp.

Очереди сообщений обладают весьма полезным свойством — в одной очереди можно мультиплексировать сообщения от различных процессов. Для демультиплексирования используется атрибут msgtype, на основании которого любой процесс может фильтровать сообщения с помощью функции msgrcv(2) как это было показано выше.