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%% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
il cui codice completo è disponibile nel file \file{BarCodePage.c} che si
trova nella directory dei sorgenti.
-
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
(dove di norma vengono creati sia i programmi che la libreria), il comando da
dare sarà \code{export LD\_LIBRARY\_PATH=./}; a questo punto potremo lanciare
il server, facendogli leggere una decina di frasi, con:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./fortuned -n10
-\end{verbatim}
+\end{Verbatim}
+%$
Avendo usato \func{daemon} per eseguire il server in background il comando
ritornerà immediatamente, ma potremo verificare con \cmd{ps} che in effetti il
programma resta un esecuzione in background, e senza avere associato un
terminale di controllo (si ricordi quanto detto in sez.~\ref{sec:sess_daemon}):
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ps aux
...
piccardi 27489 0.0 0.0 1204 356 ? S 01:06 0:00 ./fortuned -n10
piccardi 27492 3.0 0.1 2492 764 pts/2 R 01:08 0:00 ps aux
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
e si potrà verificare anche che in \file{/tmp} è stata creata la fifo di
ascolto \file{fortune.fifo}. A questo punto potremo interrogare il server con
il programma client; otterremo così:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./fortune
Linux ext2fs has been stable for a long time, now it's time to break it
-- Linuxkongreß '95 in Berlin
[piccardi@gont sources]$ ./fortune
Linux ext2fs has been stable for a long time, now it's time to break it
-- Linuxkongreß '95 in Berlin
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
e ripetendo varie volte il comando otterremo, in ordine casuale, le dieci
frasi tenute in memoria dal server.
\param{pathname} (che vengono ottenuti attraverso \func{stat}, da cui derivano
i possibili errori), e gli 8 bit meno significativi del numero del dispositivo
su cui è il file. Diventa perciò relativamente facile ottenere delle
-collisioni, specie se i file sono su dispositivi con lo stesso \textit{minor
- number}, come \file{/dev/hda1} e \file{/dev/sda1}.
+collisioni, specie se i file sono su dispositivi con lo stesso
+\itindex{minor~number} \textit{minor number}, come \file{/dev/hda1} e
+\file{/dev/sda1}.
In genere quello che si fa è utilizzare un file comune usato dai programmi che
devono comunicare (ad esempio un header comune, o uno dei programmi che devono
Il secondo livello di controllo è quello delle varie funzioni che accedono
direttamente (in lettura o scrittura) all'oggetto. In tal caso lo schema dei
controlli è simile a quello dei file, ed avviene secondo questa sequenza:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
\item se il processo ha i privilegi di amministratore l'accesso è sempre
consentito.
\item se l'user-ID effettivo del processo corrisponde o al valore del campo
valore del campo \var{cgid} o a quello del campo \var{gid} ed il permesso
per il gruppo in \var{mode} è appropriato l'accesso è consentito.
\item se il permesso per gli altri è appropriato l'accesso è consentito.
-\end{itemize}
+\end{itemize*}
solo se tutti i controlli elencati falliscono l'accesso è negato. Si noti che
a differenza di quanto avviene per i permessi dei file, fallire in uno dei
passi elencati non comporta il fallimento dell'accesso. Un'ulteriore
stampa, cancellazione. I valori di default sono per l'uso delle code di
messaggi e un ciclo di 5 volte. Se si lancia il comando si otterrà qualcosa
del tipo:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
piccardi@gont sources]$ ./ipctestid
Identifier Value 0
Identifier Value 32768
Identifier Value 65536
Identifier Value 98304
Identifier Value 131072
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
il che ci mostra che abbiamo un kernel della serie 2.4.x nel quale non avevamo
ancora usato nessuna coda di messaggi. Se ripetiamo il comando otterremo
ancora:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./ipctestid
Identifier Value 163840
Identifier Value 196608
Identifier Value 229376
Identifier Value 262144
Identifier Value 294912
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
che ci mostra come il valore di \var{seq} sia in effetti una quantità
mantenuta staticamente all'interno del sistema.
\procrelfile{/proc/sys/kernel}{msgmnb} e
\procrelfile{/proc/sys/kernel}{msgmni} di \file{/proc/sys/kernel/}.
-
\begin{figure}[htb]
- \centering \includegraphics[width=15cm]{img/mqstruct}
+ \centering \includegraphics[width=13cm]{img/mqstruct}
\caption{Schema della struttura di una coda messaggi.}
\label{fig:ipc_mq_schema}
\end{figure}
Esegue l'operazione specificata da \param{cmd} sulla coda \param{msqid}.
- \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo o -1 in caso di
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo o $-1$ in caso di
errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EACCES}] si è richiesto \const{IPC\_STAT} ma processo
Invia un messaggio sulla coda \param{msqid}.
- \bodydesc{La funzione restituisce 0, e -1 in caso di errore, nel qual caso
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0, e $-1$ in caso di errore, nel qual caso
\var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EACCES}] non si hanno i privilegi di accesso sulla coda.
\item[\errcode{EAGAIN}] il messaggio non può essere inviato perché si è
superato il limite \var{msg\_qbytes} sul numero massimo di byte presenti
sulla coda, e si è richiesto \const{IPC\_NOWAIT} in \param{flag}.
- \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
\item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un \param{msgid} invalido, o un
valore non positivo per \param{mtype}, o un valore di \param{msgsz}
maggiore di \const{MSGMAX}.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{ENOMEM}.
-}
+ ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EINTR} ed \errval{ENOMEM}. }
\end{functions}
La funzione inserisce il messaggio sulla coda specificata da \param{msqid}; il
Verifichiamo allora il funzionamento dei nostri programmi; al solito, usando
le funzioni di libreria occorre definire opportunamente
\code{LD\_LIBRARY\_PATH}; poi si potrà lanciare il server con:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./dirmonitor ./
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
ed avendo usato \func{daemon} il comando ritornerà immediatamente. Una volta
che il server è in esecuzione, possiamo passare ad invocare il client per
verificarne i risultati, in tal caso otterremo:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./readmon
Ci sono 68 file dati
Ci sono 3 directory
Ci sono 0 device a caratteri
Ci sono 0 device a blocchi
Totale 71 file, per 489831 byte
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
ed un rapido calcolo (ad esempio con \code{ls -a | wc} per contare i file) ci
permette di verificare che il totale dei file è giusto. Un controllo con
\cmd{ipcs} ci permette inoltre di verificare la presenza di un segmento di
memoria condivisa e di un semaforo:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ipcs
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
Se a questo punto aggiungiamo un file, ad esempio con \code{touch prova},
potremo verificare che, passati nel peggiore dei casi almeno 10 secondi (o
l'eventuale altro intervallo impostato per la rilettura dei dati) avremo:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./readmon
Ci sono 69 file dati
Ci sono 3 directory
Ci sono 0 device a caratteri
Ci sono 0 device a blocchi
Totale 72 file, per 489887 byte
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
A questo punto possiamo far uscire il server inviandogli un segnale di
\const{SIGTERM} con il comando \code{killall dirmonitor}, a questo punto
ripetendo la lettura, otterremo un errore:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ./readmon
Cannot find shared memory: No such file or directory
-\end{verbatim}%$
+\end{Verbatim}
+%$
e inoltre potremo anche verificare che anche gli oggetti di intercomunicazione
visti in precedenza sono stati regolarmente cancellati:
-\begin{verbatim}
+\begin{Verbatim}
[piccardi@gont sources]$ ipcs
------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages
-\end{verbatim}%$
-
+\end{Verbatim}
+%$
%% Per capire meglio il funzionamento delle funzioni facciamo ancora una volta
lo standard è molto generico riguardo l'implementazione, ed i nomi stessi
possono avere o meno una corrispondenza sul filesystem; tutto quello che è
richiesto è che:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
\item i nomi devono essere conformi alle regole che caratterizzano i
\itindex{pathname} \textit{pathname}, in particolare non essere più lunghi di
\const{PATH\_MAX} byte e terminati da un carattere nullo.
nome dipende dall'implementazione.
\item l'interpretazione di ulteriori \texttt{/} presenti nel nome dipende
dall'implementazione.
-\end{itemize}
+\end{itemize*}
Data la assoluta genericità delle specifiche, il comportamento delle funzioni
è subordinato in maniera quasi completa alla relativa
mqueue /dev/mqueue mqueue defaults 0 0
\end{verbatim}
ed esso sarà utilizzato come radice sulla quale vengono risolti i nomi delle
-code di messaggi che iniziano con una \texttt{/}. Le opzioni di mount
+code di messaggi che iniziano con una ``\texttt{/}''. Le opzioni di mount
accettate sono \texttt{uid}, \texttt{gid} e \texttt{mode} che permettono
rispettivamente di impostare l'utente, il gruppo ed i permessi associati al
filesystem.
Apre una coda di messaggi POSIX impostandone le caratteristiche.
\bodydesc{La funzione restituisce il descrittore associato alla coda in caso
- di successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i
+ di successo e -1 per un errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i
valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EACCES}] il processo non ha i privilegi per accedere al
alla memoria secondo quanto specificato da \param{oflag}.
\item[\errcode{EEXIST}] si è specificato \const{O\_CREAT} e
\const{O\_EXCL} ma la coda già esiste.
- \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
\item[\errcode{EINVAL}] il file non supporta la funzione, o si è
specificato \const{O\_CREAT} con una valore non nullo di \param{attr} e
valori non validi di \var{mq\_maxmsg} e \var{mq\_msgsize}.
non esiste.
\end{errlist}
ed inoltre \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC}, \errval{EFAULT},
- \errval{EMFILE} ed \errval{ENFILE}.}
+ \errval{EMFILE}, \errval{EINTR} ed \errval{ENFILE}.
+}
\end{functions}
La funzione apre la coda di messaggi identificata dall'argomento \param{name}
restituendo il descrittore ad essa associato, del tutto analogo ad un file
descriptor, con l'unica differenza che lo standard prevede un apposito tipo
-\type{mqd\_t}.\footnote{nella implementazione citata questo è definito come
- \ctyp{int}.} Se la coda esiste già il descrittore farà riferimento allo
-stesso oggetto, consentendo così la comunicazione fra due processi diversi.
+\type{mqd\_t}.\footnote{nel caso di Linux si tratta in effetti proprio di un
+ normale file descriptor; pertanto, anche se questo comportamento non è
+ portabile, lo si può tenere sotto osservazione con le funzioni dell'I/O
+ multiplexing (vedi sez.~\ref{sec:file_multiplexing}) come possibile
+ alternativa all'uso dell'interfaccia di notifica di \func{mq\_notify} (che
+ vedremo a breve).} Se la coda esiste già il descrittore farà riferimento
+allo stesso oggetto, consentendo così la comunicazione fra due processi
+diversi.
La funzione è del tutto analoga ad \func{open} ed analoghi sono i valori che
possono essere specificati per \param{oflag}, che deve essere specificato come
maschera binaria; i valori possibili per i vari bit sono quelli visti in
tab.~\ref{tab:file_open_flags} dei quali però \func{mq\_open} riconosce solo i
seguenti:
-\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
\item[\const{O\_RDONLY}] Apre la coda solo per la ricezione di messaggi. Il
processo potrà usare il descrittore con \func{mq\_receive} ma non con
\func{mq\_send}.
Se la coda non esiste e la si vuole creare si deve specificare
\const{O\_CREAT}, in tal caso occorre anche specificare i permessi di
-creazione con l'argomento \param{mode}; i valori di quest'ultimo sono identici
-a quelli usati per \func{open}, anche se per le code di messaggi han senso
-solo i permessi di lettura e scrittura. Oltre ai permessi di creazione possono
-essere specificati anche gli attributi specifici della coda tramite
-l'argomento \param{attr}; quest'ultimo è un puntatore ad una apposita
-struttura \struct{mq\_attr}, la cui definizione è riportata in
-fig.~\ref{fig:ipc_mq_attr}.
+creazione con l'argomento \param{mode};\footnote{fino al 2.6.14 per un bug i
+ valori della \textit{umask} del processo non venivano applicati a questi
+ permessi.} i valori di quest'ultimo sono identici a quelli usati per
+\func{open}, anche se per le code di messaggi han senso solo i permessi di
+lettura e scrittura. Oltre ai permessi di creazione possono essere specificati
+anche gli attributi specifici della coda tramite l'argomento \param{attr};
+quest'ultimo è un puntatore ad una apposita struttura \struct{mq\_attr}, la
+cui definizione è riportata in fig.~\ref{fig:ipc_mq_attr}.
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize \centering
\end{figure}
Per la creazione della coda i campi della struttura che devono essere
-specificati sono \var{mq\_msgsize} e \var{mq\_maxmsg}, che indicano
-rispettivamente la dimensione massima di un messaggio ed il numero massimo di
-messaggi che essa può contenere. Il valore dovrà essere positivo e minore dei
-rispettivi limiti di sistema \const{MQ\_MAXMSG} e \const{MQ\_MSGSIZE},
-altrimenti la funzione fallirà con un errore di \errcode{EINVAL}. Qualora si
-specifichi per \param{attr} un puntatore nullo gli attributi della coda
-saranno impostati ai valori predefiniti.
+specificati sono \var{mq\_maxmsg} e \var{mq\_msgsize}, che indicano
+rispettivamente il numero massimo di messaggi che può contenere e la
+dimensione massima di un messaggio. Il valore dovrà essere positivo e minore
+dei rispettivi limiti di sistema \const{MQ\_MAXMSG} e \const{MQ\_MSGSIZE},
+altrimenti la funzione fallirà con un errore di \errcode{EINVAL}.
+Se \param{attr} è un puntatore nullo gli attributi della coda saranno
+impostati ai valori predefiniti.
Quando l'accesso alla coda non è più necessario si può chiudere il relativo
descrittore con la funzione \funcd{mq\_close}, il cui prototipo è:
Chiude la coda \param{mqdes}.
-\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
- errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore;
+ nel quel caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
\errval{EINTR}.}
\end{prototype}
di essa. Allo stesso modo una coda ed i suoi contenuti resteranno disponibili
all'interno del sistema anche quando quest'ultima non è aperta da nessun
processo (questa è una delle differenze più rilevanti nei confronti di pipe e
-fifo).
+fifo). La sola differenza fra code di messaggi POSIX e file normali è che,
+essendo il filesystem delle code di messaggi virtuale e basato su oggetti
+interni al kernel, il suo contenuto viene perduto con il riavvio del sistema.
-La sola differenza fra code di messaggi POSIX e file normali è che, essendo il
-filesystem delle code di messaggi virtuale e basato su oggetti interni al
-kernel, il suo contenuto viene perduto con il riavvio del sistema.
-
-Come accennato in precedenza ad ogni coda di messaggi è associata una
-struttura \struct{mq\_attr}, che può essere letta e modificata attraverso le
-due funzioni \funcd{mq\_getattr} e \funcd{mq\_setattr}, i cui prototipi sono:
+Come accennato ad ogni coda di messaggi è associata una struttura
+\struct{mq\_attr}, che può essere letta e modificata attraverso le due
+funzioni \funcd{mq\_getattr} e \funcd{mq\_setattr}, i cui prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{mqueue.h}
\param{abs\_timeout}.
- \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e $-1$ per un
errore; nel quel caso \var{errno} assumerà i valori:
\begin{errlist}
\item[\errcode{EAGAIN}] si è aperta la coda con \const{O\_NONBLOCK}, e la
coda è piena.
\item[\errcode{EMSGSIZE}] la lunghezza del messaggio \param{msg\_len}
eccede il limite impostato per la coda.
- \item[\errcode{ENOMEM}] il kernel non ha memoria sufficiente. Questo
- errore può avvenire quando l'inserimento del messaggio
\item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore nullo per
\param{msg\_len}, o un valore di \param{msg\_prio} fuori dai limiti, o
un valore non valido per \param{abs\_timeout}.
\item[\errcode{ETIMEDOUT}] l'inserimento del messaggio non è stato
effettuato entro il tempo stabilito.
\end{errlist}
- ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{EINTR}.}
+ ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{ENOMEM} ed \errval{EINTR}.}
\end{functions}
Entrambe le funzioni richiedono un puntatore al testo del messaggio
La sola differenza fra le due funzioni è che la seconda, passato il tempo
massimo impostato con l'argomento \param{abs\_timeout},\footnote{deve essere
specificato un tempo assoluto tramite una struttura \struct{timespec} (vedi
- fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}) indicato in numero di secondi e
+ fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}) indicato in numero di secondi e
nanosecondi a partire dal 1 gennaio 1970.} ritorna comunque con un errore di
\errcode{ETIMEDOUT}, se invece il tempo è già scaduto al momento della
chiamata e la coda è vuota la funzione ritorna immediatamente.
Il comportamento di \func{mq\_notify} dipende dal valore dell'argomento
\param{notification}, che è un puntatore ad una apposita struttura
-\struct{sigevent}, (definita in fig.~\ref{fig:file_sigevent}) introdotta dallo
-standard POSIX.1b per gestire la notifica di eventi; per altri dettagli si può
-vedere quanto detto in sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io} a proposito dell'uso
-della stessa struttura per l'invio dei segnali usati per l'I/O asincrono.
+\struct{sigevent}, (definita in fig.~\ref{fig:struct_sigevent}) introdotta
+dallo standard POSIX.1b per gestire la notifica di eventi; per altri dettagli
+si può vedere quanto detto in sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} a proposito
+dell'uso della stessa struttura per la notifica delle scadenze dei
+\textit{timer}.
Attraverso questa struttura si possono impostare le modalità con cui viene
-effettuata la notifica; in particolare il campo \var{sigev\_notify} deve
-essere posto a \const{SIGEV\_SIGNAL}\footnote{il meccanismo di notifica basato
- sui \itindex{thread} \textit{thread}, specificato tramite il valore
- \const{SIGEV\_THREAD}, non è implementato.} ed il campo \var{sigev\_signo}
-deve indicare il valore del segnale che sarà inviato al processo. Inoltre il
-campo \var{sigev\_value} è il puntatore ad una struttura \struct{sigval\_t}
-(definita in fig.~\ref{fig:sig_sigval}) che permette di restituire al gestore
-del segnale un valore numerico o un indirizzo,\footnote{per il suo uso si
- riveda la trattazione fatta in sez.~\ref{sec:sig_real_time} a proposito dei
- segnali real-time.} posto che questo sia installato nella forma estesa vista
-in sez.~\ref{sec:sig_sigaction}.
+effettuata la notifica nel campo \var{sigev\_notify}, che può assumere i
+valori di tab.~\ref{tab:sigevent_sigev_notify}.\footnote{la pagina di manuale
+ riporta soltanto i primi tre (inizialmente era possibile solo
+ \const{SIGEV\_SIGNAL}).} Il metodo consigliato è quello di usare
+\const{SIGEV\_SIGNAL} usando il campo \var{sigev\_signo} per indicare il quale
+segnale deve essere inviato al processo. Inoltre il campo \var{sigev\_value} è
+un puntatore ad una struttura \struct{sigval\_t} (definita in
+fig.~\ref{fig:sig_sigval}) che permette di restituire al gestore del segnale
+un valore numerico o un indirizzo,\footnote{per il suo uso si riveda la
+ trattazione fatta in sez.~\ref{sec:sig_real_time} a proposito dei segnali
+ \textit{real-time}.} posto che questo sia installato nella forma estesa
+vista in sez.~\ref{sec:sig_sigaction}.
La funzione registra il processo chiamante per la notifica se
\param{notification} punta ad una struttura \struct{sigevent} opportunamente
inizializzata, o cancella una precedente registrazione se è \val{NULL}. Dato
che un solo processo alla volta può essere registrato, la funzione fallisce
-con \errcode{EBUSY} se c'è un altro processo già registrato. Si tenga
-presente inoltre che alla chiusura del descrittore associato alla coda (e
-quindi anche all'uscita del processo) ogni eventuale registrazione di notifica
-presente viene cancellata.
+con \errcode{EBUSY} se c'è un altro processo già registrato.\footnote{questo
+ significa anche che se si registra una notifica con \const{SIGEV\_NONE} il
+ processo non la riceverà, ma impedirà anche che altri possano registrarsi
+ per poterlo fare.} Si tenga presente inoltre che alla chiusura del
+descrittore associato alla coda (e quindi anche all'uscita del processo) ogni
+eventuale registrazione di notifica presente viene cancellata.
La notifica del segnale avviene all'arrivo di un messaggio in una coda vuota
(cioè solo se sulla coda non ci sono messaggi) e se non c'è nessun processo
del segnale di notifica. A differenza della situazione simile che si aveva con
i segnali non affidabili,\footnote{l'argomento è stato affrontato in
\ref{sec:sig_semantics}.} questa caratteristica non configura una
-race-condition perché l'invio di un segnale avviene solo se la coda è vuota;
-pertanto se si vuole evitare di correre il rischio di perdere eventuali
-ulteriori segnali inviati nel lasso di tempo che occorre per ripetere la
-richiesta di notifica basta avere cura di eseguire questa operazione prima di
-estrarre i messaggi presenti dalla coda.
+\itindex{race~condition} \textit{race condition} perché l'invio di un segnale
+avviene solo se la coda è vuota; pertanto se si vuole evitare di correre il
+rischio di perdere eventuali ulteriori segnali inviati nel lasso di tempo che
+occorre per ripetere la richiesta di notifica basta avere cura di eseguire
+questa operazione prima di estrarre i messaggi presenti dalla coda.
L'invio del segnale di notifica avvalora alcuni campi di informazione
restituiti al gestore attraverso la struttura \struct{siginfo\_t} (definita in
La memoria condivisa è stato il primo degli oggetti di IPC POSIX inserito nel
kernel ufficiale; il supporto a questo tipo di oggetti è realizzato attraverso
il filesystem \texttt{tmpfs}, uno speciale filesystem che mantiene tutti i
-suoi contenuti in memoria,\footnote{il filesystem \texttt{tmpfs} è diverso da
- un normale RAM disk, anch'esso disponibile attraverso il filesystem
- \texttt{ramfs}, proprio perché realizza una interfaccia utilizzabile anche
- per la memoria condivisa; esso infatti non ha dimensione fissa, ed usa
- direttamente la cache interna del kernel (che viene usata anche per la
- shared memory in stile SysV). In più i suoi contenuti, essendo trattati
- direttamente dalla memoria virtuale \index{memoria~virtuale} possono essere
- salvati sullo swap automaticamente.} che viene attivato abilitando l'opzione
+suoi contenuti in memoria, che viene attivato abilitando l'opzione
\texttt{CONFIG\_TMPFS} in fase di compilazione del kernel.
-
Per potere utilizzare l'interfaccia POSIX per la memoria condivisa le
\acr{glibc}\footnote{le funzioni sono state introdotte con le glibc-2.2.}
richiedono di compilare i programmi con l'opzione \code{-lrt}; inoltre è
La funzione che permette di aprire un segmento di memoria condivisa POSIX, ed
eventualmente di crearlo se non esiste ancora, è \funcd{shm\_open}; il suo
prototipo è:
-\begin{prototype}{mqueue.h}
-{int shm\_open(const char *name, int oflag, mode\_t mode)}
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/mman.h}
+ \headdecl{sys/stat.h}
+ \headdecl{fcntl.h}
+
+ \funcdecl{int shm\_open(const char *name, int oflag, mode\_t mode)}
-Apre un segmento di memoria condivisa.
+ Apre un segmento di memoria condivisa.
-\bodydesc{La funzione restituisce un file descriptor positivo in caso di
- successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà gli
- stessi valori riportati da \func{open}.}
-\end{prototype}
+ \bodydesc{La funzione restituisce un file descriptor positivo in caso di
+ successo e -1 in caso di errore; nel quel caso \var{errno} assumerà gli
+ stessi valori riportati da \func{open}.}
+\end{functions}
La funzione apre un segmento di memoria condivisa identificato dal nome
-\param{name}. Come già spiegato in sez.~\ref{sec:ipc_posix_generic} questo nome
-può essere specificato in forma standard solo facendolo iniziare per \file{/}
-e senza ulteriori \file{/}, Linux supporta comunque nomi generici, che
-verranno interpretati prendendo come radice \file{/dev/shm}.\footnote{occorre
- pertanto evitare di specificare qualcosa del tipo \file{/dev/shm/nome}
- all'interno di \param{name}, perché questo comporta, da parte delle funzioni
- di libreria, il tentativo di accedere a \file{/dev/shm/dev/shm/nome}.}
+\param{name}. Come già spiegato in sez.~\ref{sec:ipc_posix_generic} questo
+nome può essere specificato in forma standard solo facendolo iniziare per
+``\file{/}'' e senza ulteriori ``\file{/}''. Linux supporta comunque nomi
+generici, che verranno interpretati prendendo come radice
+\file{/dev/shm}.\footnote{occorre pertanto evitare di specificare qualcosa del
+ tipo \file{/dev/shm/nome} all'interno di \param{name}, perché questo
+ comporta, da parte delle funzioni di libreria, il tentativo di accedere a
+ \file{/dev/shm/dev/shm/nome}.}
La funzione è del tutto analoga ad \func{open} ed analoghi sono i valori che
possono essere specificati per \param{oflag}, che deve essere specificato come
Si tenga presente che una volta chiamata \func{mmap} si può chiudere il file
descriptor (con \func{close}), senza che la mappatura ne risenta.
-
Come per i file, quando si vuole effettivamente rimuovere segmento di memoria
condivisa, occorre usare la funzione \funcd{shm\_unlink}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{mqueue.h}
+\begin{prototype}{sys/mman.h}
{int shm\_unlink(const char *name)}
Rimuove un segmento di memoria condivisa.
\textit{thread-shared semaphore}), occorrerà che \param{sem} sia l'indirizzo
di una variabile visibile da tutti i \itindex{thread} \textit{thread}, si
dovrà usare cioè una variabile globale o una variabile allocata dinamicamente
-nello \itindex{heap} heap.
+nello \itindex{heap} \textit{heap}.
Qualora il semaforo debba essere condiviso fra più processi (nel qual caso si
parla di \textit{process-shared semaphore}) la sola scelta possibile per
\func{sem\_post}. Si tenga presente però che inizializzare due volte lo stesso
semaforo può dar luogo ad un comportamento indefinito.
-
Una volta che non si intenda più utilizzare un semaforo anonimo questo può
-essere eliminato da sistema; per far questo di deve utilizzare una apposita
+essere eliminato dal sistema; per far questo di deve utilizzare una apposita
funzione, \funcd{sem\_destroy}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{semaphore.h}
caso ci si trovi in una tale evenienza occorre reinizializzare il semaforo una
seconda volta con \func{sem\_init}.
+Come esempio di uso sia della memoria condivisa che dei semafori POSIX si sono
+scritti due semplici programmi con i quali è possibile rispettivamente
+monitorare il contenuto di un segmento di memoria condivisa e modificarne il
+contenuto.
+
+\begin{figure}[!h]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includecodesample{listati/message_getter.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Sezione principale del codice del programma
+ \file{message\_getter.c}.}
+ \label{fig:ipc_posix_sem_shm_message_server}
+\end{figure}
+
+Il corpo principale del primo dei due, il cui codice completo è nel file
+\file{message\_getter.c} dei sorgenti allegati, è riportato in
+fig.~\ref{fig:ipc_posix_sem_shm_message_server}; si è tralasciata la parte che
+tratta la gestione delle opzioni a riga di comando (che consentono di
+impostare un nome diverso per il semaforo e il segmento di memoria condivisa)
+ed il controllo che al programma venga fornito almeno un argomento, contenente
+la stringa iniziale da inserire nel segmento di memoria condivisa.
+
+Lo scopo del programma è quello di creare un segmento di memoria condivisa su
+cui registrare una stringa, e tenerlo sotto osservazione stampando la stessa
+una volta al secondo. Si utilizzerà un semaforo per proteggere l'accesso in
+lettura alla stringa, in modo che questa non possa essere modificata
+dall'altro programma prima di averla finita di stampare.
+
+La parte iniziale del programma contiene le definizioni (\texttt{\small 1--8})
+del gestore del segnale usato per liberare le risorse utilizzate, delle
+variabili globali contenenti i nomi di default del segmento di memoria
+condivisa e del semaforo (il default scelto è \texttt{messages}), e delle
+altre variabili utilizzate dal programma.
+
+Come prima istruzione (\texttt{\small 10}) si è provveduto ad installare un
+gestore di segnale che consentirà di effettuare le operazioni di pulizia
+(usando la funzione \func{Signal} illustrata in
+fig.~\ref{fig:sig_Signal_code}), dopo di che (\texttt{\small 10--16}) si è
+creato il segmento di memoria condivisa con la funzione \func{CreateShm} che
+abbiamo appena trattato in sez.~\ref{sec:ipc_posix_shm}, uscendo con un
+messaggio in caso di errore.
+
+Si tenga presente che la funzione \func{CreateShm} richiede che il segmento
+non sia già presente e fallirà qualora un'altra istanza, o un altro programma
+abbia già allocato un segmento con quello stesso nome. Per semplicità di
+gestione si è usata una dimensione fissa pari a 256 byte, definita tramite la
+costante \texttt{MSGMAXSIZE}.
+
+Il passo successivo (\texttt{\small 17--21}) è quello della creazione del
+semaforo che regola l'accesso al segmento di memoria condivisa con
+\func{sem\_open}; anche in questo caso si gestisce l'uscita con stampa di un
+messaggio in caso di errore. Anche per il semaforo, avendo specificato la
+combinazione di flag \code{O\_CREAT|O\_EXCL} come secondo argomento, si esce
+qualora fosse già esistente; altrimenti esso verrà creato con gli opportuni
+permessi specificati dal terzo argomento, (indicante lettura e scrittura in
+notazione ottale). Infine il semaforo verrà inizializzato ad un valore nullo
+(il quarto argomento), corrispondete allo stato in cui risulta bloccato.
+
+A questo punto (\texttt{\small 23}) si potrà inizializzare il messaggio posto
+nel segmento di memoria condivisa usando la stringa passata come argomento al
+programma. Essendo il semaforo stato creato già bloccato non ci si dovrà
+preoccupare di eventuali \itindex{race~condition} \textit{race condition}
+qualora il programma di modifica del messaggio venisse lanciato proprio in
+questo momento. Una volta inizializzato il messaggio occorrerà però
+rilasciare il semaforo (\texttt{\small 25--28}) per consentirne l'uso; in
+tutte queste operazioni si provvederà ad uscire dal programma con un opportuno
+messaggio in caso di errore.
+
+Una volta completate le inizializzazioni il ciclo principale del programma
+(\texttt{\small 29--47}) viene ripetuto indefinitamente (\texttt{\small 29})
+per stampare sia il contenuto del messaggio che una serie di informazioni di
+controllo. Il primo passo (\texttt{\small 30--34}) è quello di acquisire (con
+\func{sem\_getvalue}, con uscita in caso di errore) e stampare il valore del
+semaforo ad inizio del ciclo; seguito (\texttt{\small 35--36}) dal tempo
+corrente.
+
+\begin{figure}[!h]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includecodesample{listati/HandSigInt.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice del gestore di segnale del programma
+ \file{message\_getter.c}.}
+ \label{fig:ipc_posix_sem_shm_message_server_handler}
+\end{figure}
+
+Prima della stampa del messaggio invece si deve acquisire il semaforo
+(\texttt{\small 31--34}) per evitare accessi concorrenti alla stringa da parte
+del programma di modifica. Una volta eseguita la stampa (\texttt{\small 41})
+il semaforo dovrà essere rilasciato (\texttt{\small 42--45}). Il passo finale
+(\texttt{\small 46}) è attendere per un secondo prima di eseguire da capo il
+ciclo.
+
+Per uscire in maniera corretta dal programma sarà necessario interromperlo con
+il break da tastiera (\texttt{C-c}), che corrisponde all'invio del segnale
+\const{SIGINT}, per il quale si è installato (\texttt{\small 10}) una
+opportuna funzione di gestione, riportata in
+fig.~\ref{fig:ipc_posix_sem_shm_message_server_handler}. La funzione è molto
+semplice e richiama le funzioni di rimozione sia per il segmento di memoria
+condivisa che per il semaforo, garantendo così che possa essere riaperto
+ex-novo senza errori in un futuro riutilizzo del comando.
+
+\begin{figure}[!h]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \includecodesample{listati/message_setter.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Sezione principale del codice del programma
+ \file{message\_setter.c}.}
+ \label{fig:ipc_posix_sem_shm_message_setter}
+\end{figure}
+
+Il secondo programma di esempio è \file{message\_setter.c}, di cui si è
+riportato il corpo principale in
+fig.~\ref{fig:ipc_posix_sem_shm_message_setter},\footnote{al solito il codice
+ completo è nel file dei sorgenti allegati.} dove si è tralasciata, non
+essendo significativa per quanto si sta trattando, la parte relativa alla
+gestione delle opzioni a riga di comando e degli argomenti, che sono identici
+a quelli usati da \file{message\_getter}, con l'unica aggiunta di un'opzione
+``\texttt{-t}'' che consente di indicare un tempo di attesa (in secondi) in
+cui il programma si ferma tenendo bloccato il semaforo.
+
+Una volta completata la gestione delle opzioni e degli argomenti (ne deve
+essere presente uno solo, contenente la nuova stringa da usare come
+messaggio), il programma procede (\texttt{\small 10--14}) con l'acquisizione
+del segmento di memoria condivisa usando la funzione \func{FindShm} (trattata
+in sez.~\ref{sec:ipc_posix_shm}) che stavolta deve già esistere. Il passo
+successivo (\texttt{\small 16--19}) è quello di aprire il semaforo, e a
+differenza di \file{message\_getter}, in questo caso si richiede a
+\func{sem\_open} che questo esista, passando uno zero come secondo ed unico
+argomento.
+
+Una volta completate con successo le precedenti inizializzazioni, il passo
+seguente (\texttt{\small 21--24}) è quello di acquisire il semaforo, dopo di
+che sarà possibile eseguire la sostituzione del messaggio (\texttt{\small 25})
+senza incorrere in possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition}
+con la stampa dello stesso da parte di \file{message\_getter}.
+
+Una volta effettuata la modifica viene stampato (\texttt{\small 26}) il tempo
+di attesa impostato con l'opzione ``\texttt{-t}'' dopo di che (\texttt{\small
+ 27}) viene eseguita la stessa, senza rilasciare il semaforo che resterà
+quindi bloccato (causando a questo punto una interruzione delle stampe
+eseguite da \file{message\_getter}). Terminato il tempo di attesa si rilascerà
+(\texttt{\small 29--32}) il semaforo per poi uscire.
+
+Per verificare il funzionamento dei programmi occorrerà lanciare per primo
+\file{message\_getter}\footnote{lanciare per primo \file{message\_setter} darà
+ luogo ad un errore, non essendo stati creati il semaforo ed il segmento di
+ memoria condivisa.} che inizierà a stampare una volta al secondo il
+contenuto del messaggio ed i suoi dati, con qualcosa del tipo:
+\begin{Verbatim}
+piccardi@hain:~/gapil/sources$ ./message_getter messaggio
+sem=1, Fri Dec 31 14:12:41 2010
+message: messaggio
+sem=1, Fri Dec 31 14:12:42 2010
+message: messaggio
+...
+\end{Verbatim}
+%$
+proseguendo indefinitamente fintanto che non si prema \texttt{C-c} per farlo
+uscire. Si noti come il valore del semaforo risulti sempre pari ad 1 (in
+quanto al momento esso sarà sempre libero).
+
+A questo punto si potrà lanciare \file{message\_setter} per cambiare il
+messaggio, nel nostro caso per rendere evidente il funzionamento del blocco
+richiederemo anche una attesa di 3 secondi, ed otterremo qualcosa del tipo:
+\begin{Verbatim}
+piccardi@hain:~/gapil/sources$ ./message_setter -t 3 ciao
+Sleeping for 3 seconds
+\end{Verbatim}
+%$
+dove il programma si fermerà per 3 secondi prima di rilasciare il semaforo e
+terminare.
+
+L'effetto di questo programma si potrà però apprezzare meglio nell'uscita di
+\file{message\_getter}, che verrà interrotta per questo stesso tempo, prima di
+ricominciare con il nuovo testo:
+\begin{Verbatim}
+...
+sem=1, Fri Dec 31 14:16:27 2010
+message: messaggio
+sem=1, Fri Dec 31 14:16:28 2010
+message: messaggio
+sem=0, Fri Dec 31 14:16:29 2010
+message: ciao
+sem=1, Fri Dec 31 14:16:32 2010
+message: ciao
+sem=1, Fri Dec 31 14:16:33 2010
+message: ciao
+...
+\end{Verbatim}
+%$
+
+E si noterà come nel momento in cui si è lanciato \file{message\_setter} le
+stampe di \file{message\_getter} si bloccheranno, come corretto, dopo aver
+registrato un valore nullo per il semaforo. Il programma infatti resterà
+bloccato nella \func{sem\_wait} (quella di riga (\texttt{\small 37}) in
+fig.~\ref{fig:ipc_posix_sem_shm_message_server}) fino alla scadenza
+dell'attesa di \file{message\_setter} (con l'esecuzione della \func{sem\_post}
+della riga (\texttt{\small 29}) di
+fig.~\ref{fig:ipc_posix_sem_shm_message_setter}), e riprenderanno con il nuovo
+testo alla terminazione di quest'ultimo.
+
% LocalWords: like fifo System POSIX RPC Calls Common Object Request Brocker
% LocalWords: Architecture descriptor kernel unistd int filedes errno EMFILE
% LocalWords: SHARED ANONYMOUS thread patch names strace system call userid Di
% LocalWords: groupid Michal Wronski Krzysztof Benedyczak wrona posix mqueue
% LocalWords: lmqueue gcc mount mqd name oflag attr maxmsg msgsize receive ptr
-% LocalWords: send WRONLY NONBLOCK close mqdes EBADF getattr setattr mqstat
+% LocalWords: send WRONLY NONBLOCK close mqdes EBADF getattr setattr mqstat to
% LocalWords: omqstat curmsgs flags timedsend len prio timespec abs EMSGSIZE
% LocalWords: ETIMEDOUT timedreceive getaddr notify sigevent notification l'I
% LocalWords: EBUSY sigev SIGNAL signo value sigval siginfo all'userid MESGQ
% LocalWords: Konstantin Knizhnik futex tmpfs ramfs cache shared swap CONFIG
% LocalWords: lrt blocks PAGECACHE TRUNC CLOEXEC mmap ftruncate munmap FindShm
-% LocalWords: CreateShm RemoveShm LIBRARY Library libmqueue FAILED EACCESS
+% LocalWords: CreateShm RemoveShm LIBRARY Library libmqueue FAILED EACCESS has
% LocalWords: ENAMETOOLONG qualchenome RESTART trywait XOPEN SOURCE timedwait
-% LocalWords: process getvalue sval execve pshared ENOSYS heap PAGE destroy
+% LocalWords: process getvalue sval execve pshared ENOSYS heap PAGE destroy it
+% LocalWords: xffffffff Arrays owner perms Queues used bytes messages device
+% LocalWords: Cannot find such Segments getter Signal MSGMAXSIZE been stable
+% LocalWords: for now it's break Berlin sources Let's an accidental feature
+% LocalWords: Larry Wall Escape the Hell William ipctestid Identifier segment
+% LocalWords: violation dell'I SIGINT setter Fri Dec Sleeping seconds
%%% Local Variables: