Архитектура операционной системы UNIX

Бах Морис Дж.

#include ‹sys/types.h›

#include ‹sys/ipc.h›

#include ‹sys/msg.h›

#define MSGKEY 75

struct msgform {

 long mtype;

 char mtext[256];

};

main {

 struct msgform msg;

 int msgid, pid, *pint;

 msgid = msgget(MSGKEY, 0777);

 pid = getpid;

 pint = (int *) msg.mtext;

 *pint = pid; /*

копирование идентификатора процесса в область текста сообщения */

 msg.mtype = 1;

 msgsnd(msgid, &msg, sizeof(int), 0);

 msgrcv(msgid, &msg, 256, pid, 0);

 /* идентификатор процесса используется в качестве типа сообщения */

 printf("клиент: получил от процесса с pid %d\n", *pint);

}

Рисунок 11.6. Пользовательский процесс

алгоритм msgrcv /* получение сообщения */

входная информация:

 (1) дескриптор сообщения

 (2) адрес массива, в который заносится сообщение

 (3) размер массива

 (4) тип сообщения в запросе

 (5) флаги

выходная информация: количество байт в полученном сообщении

{

 проверить права доступа;

loop:

 проверить правильность дескриптора сообщения;

 /* найти сообщение, нужное пользователю */

 if (тип сообщения в запросе == 0)

рассмотреть первое сообщение в очереди;

 else

if (тип сообщения в запросе › 0)

рассмотреть первое сообщение в очереди, имеющее данный тип;

else /* тип сообщения в запросе ‹ 0 */

рассмотреть первое из сообщений в очереди с наименьшим значением типа при условии, что его тип не превышает абсолютное значение типа, указанного в запросе;

 if (сообщение найдено) 

{

переустановить размер сообщения или вернуть ошибку, если размер, указанный пользователем слишком мал; скопировать тип сообщения и его текст из пространства ядра в пространство задачи;

разорвать связь сообщения с очередью;

return;

 }

 /* сообщений нет */

 if (флаги не разрешают приостанавливать работу)

return ошибку;

 sleep (пока сообщение не появится в очереди);

 перейти на loop;

}

Рисунок 11.7. Алгоритм получения сообщения

Процесс может получать сообщения определенного типа, если присвоит параметру type соответствующее значение. Если это положительное целое число, функция возвращает первое значение данного типа, если отрицательное, ядро определяет минимальное значение типа сообщений в очереди, и если оно не превышает абсолютное значение параметра type, возвращает процессу первое сообщение этого типа. Например,

если очередь состоит из трех сообщений, имеющих тип 3, 1 и 2, соответственно, а пользователь запрашивает сообщение с типом -2, ядро возвращает ему сообщение типа 1. Во всех случаях, если условиям запроса не удовлетворяет ни одно из сообщений в очереди, ядро переводит процесс в состояние приостанова, разумеется если только в параметре flag не установлен бит IPC_NOWAIT (иначе процесс немедленно выходит из функции).

Рассмотрим программы, представленные на Рисунках 11.6 и 11.8. Программа на Рисунке 11.8 осуществляет общее обслуживание запросов пользовательских процессов (клиентов). Запросы, например, могут касаться информации, хранящейся в базе данных; обслуживающий процесс (сервер) выступает необходимым посредником при обращении к базе данных, такой порядок облегчает поддержание целостности данных и организацию их защиты от несанкционированного доступа. Обслуживающий процесс создает сообщение путем установки флага IPC _CREAT при выполнении функции msgget и получает все сообщения типа 1 — запросы от процессов-клиентов. Он читает текст сообщения, находит идентификатор процесса-клиента и приравнивает возвращаемое значение типа сообщения значению этого идентификатора. В данном примере обслуживающий процесс возвращает в тексте сообщения процессу-клиенту его идентификатор, и клиент получает сообщения с типом, равным идентификатору клиента. Таким образом, обслуживающий процесс получает сообщения только от клиентов, а клиент — только от обслуживающего процесса. Работа процессов реализуется в виде многоканального взаимодействия, строящегося на основе одной очереди сообщений.

#include ‹sys/types.h›

#include ‹sys/ipc.h›

#include ‹sys/msg.h›

#define MSGKEY 75

struct msgform {

 long mtype;

 char mtext[256];

} msg;

int msgid;

main {

 int i, pid, *pint;

 extern cleanup;

 for (i = 0; i ‹ 20; i++) signal(i, cleanup);

 msgid = msgget(MSGKEY, 0777, IPC_CREAT);

 for (;;) {

msgrcv(msgid, &msg, 256, 1, 0);

pint = (int *) msg.mtext;

pid = *pint;

printf("сервер: получил от процесса с pid %d\n", pid);

msg.mtype = pid;

*pint = getpid;

msgsnd(msgid, &msg, sizeof(int), 0);

 }

}

cleanup {

 msgctl(msgid, IPC_RMID, 0);

 exit;

}

Рисунок 11.8. Обслуживающий процесс (сервер)

Сообщения имеют форму "тип — текст", где текст представляет собой поток байтов. Указание типа дает процессам возможность выбирать сообщения только определенного рода, что в файловой системе не так легко сделать. Таким образом, процессы могут выбирать из очереди сообщения определенного типа в порядке их поступления, причем эта очередность гарантируется ядром. Несмотря на то, что обмен сообщениями может быть реализован на пользовательском уровне средствами файловой системы, представленный вашему вниманию механизм обеспечивает более эффективную организацию передачи данных между процессами.