X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=ipc.tex;h=9676970e57dcf5372c91c85d63d8ff00e8ada585;hp=ba47d11cd3007013384d2da885d37c6d54038121;hb=aa6e7fc3085168384700494a4bd22208f71e089e;hpb=fbedaeae01259c00f725deed1ae724a013ab531d diff --git a/ipc.tex b/ipc.tex index ba47d11..9676970 100644 --- a/ipc.tex +++ b/ipc.tex @@ -3847,12 +3847,14 @@ processo che esegue la creazione). Le code di messaggi non sono ancora supportate nel kernel ufficiale, esiste però una implementazione sperimentale di Michal Wronski e Krzysztof Benedyczak,\footnote{i patch al kernel e la relativa libreria possono essere - trovati \href{http://www.mat.uni.torun.pl/~wrona/posix_ipc} - {http://www.mat.uni.torun.pl/\~{}wrona/posix\_ipc}.}. In generale, come le -corrispettive del SysV IPC, le code di messaggi sono poco usate, dato che i -socket\index{socket}, nei casi in cui sono sufficienti, sono più comodi, e che -in casi più complessi la comunicazione può essere gestita direttamente con -mutex e memoria condivisa con tutta la flessibilità che occorre. +trovati su +\href{http://www.mat.uni.torun.pl/~wrona/posix_ipc} +{http://www.mat.uni.torun.pl/\~{}wrona/posix\_ipc}.}. +In generale, come le corrispettive del SysV IPC, le code di messaggi sono poco +usate, dato che i socket\index{socket}, nei casi in cui sono sufficienti, sono +più comodi, e che in casi più complessi la comunicazione può essere gestita +direttamente con mutex e memoria condivisa con tutta la flessibilità che +occorre. Per poter utilizzare le code di messaggi, oltre ad utilizzare un kernel cui siano stati opportunamente applicati i relativi patch, occorre utilizzare la @@ -4010,7 +4012,7 @@ essere richiesta da qualche altro processo. Quando si vuole effettivamente rimuovere una coda dal sistema occorre usare la funzione \funcd{mq\_unlink}, il cui prototipo è: \begin{prototype}{mqueue.h} -{int mq_unlink(const char *name)} +{int mq\_unlink(const char *name)} Rimuove una coda di messaggi. @@ -4132,11 +4134,12 @@ prototipi sono: \begin{functions} \headdecl{mqueue.h} - \funcdecl{ssize\_t mq\_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, - unsigned int *msg_prio)} Effettua la ricezione di un messaggio da una coda. + \funcdecl{ssize\_t mq\_receive(mqd\_t mqdes, char *msg\_ptr, size\_t + msg\_len, unsigned int *msg\_prio)} + Effettua la ricezione di un messaggio da una coda. \funcdecl{ssize\_t mq\_timedreceive(mqd\_t mqdes, char *msg\_ptr, size\_t - msg\_len, unsigned int *msg\_prio, const struct timespec *abs'_timeout)} + msg\_len, unsigned int *msg\_prio, const struct timespec *abs\_timeout)} Effettua la ricezione di un messaggio da una coda entro il tempo \param{abs\_timeout}. @@ -4153,25 +4156,34 @@ prototipi sono: \item[\errcode{ETIMEDOUT}] La ricezione del messaggio non è stata effettuata entro il tempo stabilito. \end{errlist} - \errval{EBADF}, \errval{EINTR}, \errval{ENOMEM}, o \errval{EINVAL}.} + ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EINTR}, \errval{ENOMEM}, o + \errval{EINVAL}.} \end{functions} La funzione estrae dalla coda il messaggio a priorità più alta, o il più -vecchio fra quelli della stessa priorità, una volta ricevuto il messaggio +vecchio fra quelli della stessa priorità. Una volta ricevuto il messaggio viene tolto dalla coda e la sua dimensione viene restituita come valore di -ritorno. Se la dimensione specificata da \param{msg\_len} non è sufficiente a -contenere il messaggio le funzioni, al contrario di quanto avveniva nelle code -di messaggi di SysV, ritornano un errore di \errcode{EMSGSIZE} senza estrarre -il messaggio. È pertanto opportuno chiamare sempre \func{mq\_getaddr} prima -di eseguire una ricezione, per allocare per i messaggi dei buffer di -dimensione opportuna. +ritorno. -Se si specifica un valore non nullo per l'argomento \param{msg\_prio} il -valore della priorità del messaggio viene memorizzato all'indirizzo da esso -puntato. Si noti che con le code di messaggi POSIX non si ha la possibilità di -selezionare quale messaggio estrarre in base alla priorità, a differenza di -quanto avveniva con le code di messaggi di SysV che permettono la selezione in -base al valore del campo \var{mtype}. +Se la dimensione specificata da \param{msg\_len} non è sufficiente a contenere +il messaggio, entrambe le funzioni, al contrario di quanto avveniva nelle code +di messaggi di SysV, ritornano un errore di \errcode{EMSGSIZE} senza estrarre +il messaggio. È pertanto opportuno eseguire sempre una chiamata a +\func{mq\_getaddr} prima di eseguire una ricezione, in modo da ottenere la +dimensione massima dei messaggi sulla coda, per poter essere in grado di +allocare dei buffer sufficientemente ampi per la lettura. + +Se si specifica un puntatore per l'argomento \param{msg\_prio} il valore della +priorità del messaggio viene memorizzato all'indirizzo da esso indicato. +Qualora non interessi usare la priorità dei messaggi si può specificare +\var{NULL}, ed usare un valore nullo della priorità nelle chiamate a +\func{mq\_send}. + +Si noti che con le code di messaggi POSIX non si ha la possibilità di +selezionare quale messaggio estrarre con delle condizioni sulla priorità, a +differenza di quanto avveniva con le code di messaggi di SysV che permettono +invece la selezione in base al valore del campo \var{mtype}. Qualora non +interessi usare la priorità dei messaggi si Qualora la coda sia vuota entrambe le funzioni si bloccano, a meno che non si sia selezionata la modalità non bloccante; in tal caso entrambe ritornano @@ -4180,6 +4192,99 @@ differenza fra le due funzioni passato il tempo massimo \param{abs\_timeout} ritorna comunque con un errore di \errcode{ETIMEDOUT}. +Uno dei problemi sottolineati da Stevens in \cite{UNP2}, comuni ad entrambe le +tipologie di code messaggi, è che non è possibile per chi riceve identificare +chi è che ha inviato il messaggio, in particolare non è possibile sapere da +quale utente esso provenga. Infatti, in mancanza di un meccanismo interno al +kernel, anche se si possono inserire delle informazioni nel messaggio, queste +non possono essere credute, essendo completamente dipendenti da chi lo invia. +Vedremo però come, attraverso l'uso del meccanismo di notifica, sia possibile +superare in parte questo problema. + +Una caratteristica specifica delle code di messaggi POSIX è la possibilità di +usufruire di un meccanismo di notifica asincrono; questo può essere attivato +usando la funzione \funcd{mq\_notify}, il cui prototipo è: +\begin{prototype}{mqueue.h} +{int mq\_notify(mqd\_t mqdes, const struct sigevent *notification)} + +Attiva il meccanismo di notifica per 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: + \begin{errlist} + \item[\errcode{EBUSY}] C'è già un processo registrato per la notifica. + \item[\errcode{EBADF}] Il descrittore non fa riferimento ad una coda di + messaggi. + \end{errlist}} +\end{prototype} + +Il meccanismo di notifica permette di segnalare in maniera asincrona ad un +processo la presenza di dati sulla coda, in modo da evitare la necessità di +bloccarsi nell'attesa. Per far questo un processo deve registrarsi con la +funzione \func{mq\_notify}, ed il meccanismo è disponibile per un solo +processo alla volta per ciascuna coda. + +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 \figref{fig:file_sigevent}) introdotta dallo +standard POSIX.1b per gestire la notifica di eventi; per altri dettagli si può +vedere quanto detto in \secref{sec:file_asyncronous_io} a proposito dell'uso +della stessa struttura per l'invio dei segnali usati per l'I/O asincrono. + +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 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 +\figref{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 \secref{sec:sig_real_time} a proposito dei segnali + real-time.} posto che questo sia installato nella forma estesa vista in +\secref{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. + +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 +bloccato in una chiamata a \func{mq\_receive}, in questo caso infatti il +processo bloccato ha la precedenza ed il messaggio gli viene immediatamente +inviato, mentre per il meccanismo di notifica tutto funziona come se la coda +fosse rimasta vuota. + +Quando un messaggio arriva su una coda vuota al processo che si era registrato +viene inviato il segnale specificato da \code{notification->sigev\_signo}, e +la coda diventa disponibile per una ulteriore registrazione. Questo comporta +che se si vuole mantenere il meccanismo di notifica occorre ripetere la +registrazione chiamando nuovamente \func{mq\_notify} all'interno del gestore +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. + +L'invio del segnale di notifica avvalora alcuni campi di informazione +restituiti al gestore attraverso la struttura \struct{siginfo\_t} (definita in +\figref{fig:sig_siginfo_t}). In particolare \var{si\_pid} viene impostato al +valore del \acr{pid} del processo che ha emesso il segnale, \var{si\_uid} +all'userid effettivo, \var{si\_code} a \const{SI\_MESGQ}, e \var{si\_errno} a +0. Questo ci dice che, se si effettua la ricezione dei messaggi usando +esclusivamente il meccanismo di notifica, è possibile ottenere le informazioni +sul processo che ha inserito un messaggio usando un gestore per il segnale in +forma estesa\footnote{di nuovo si faccia riferimento a quanto detto al + proposito in \secref{sec:sig_sigaction} e \secref{sec:sig_real_time}.} + \subsection{Semafori} @@ -4196,6 +4301,15 @@ i semafori di SysV IPC, e che non vale comunque la pena di usare visto che i problemi sottolineati in \secref{sec:ipc_sysv_sem} rimangono, anche se mascherati. +In realtà a partire dal kernel 2.5.7 è stato introdotto un meccanismo di +sincronizzazione completamente nuovo, basato sui cosiddetti +\textit{futex}\footnote{la sigla sta per \textit{faxt user mode mutex}.}, con +il quale dovrebbe essere possibile implementare una versione nativa dei +semafori; esso è già stato usato con successo per reimplementare in maniera +più efficiente tutte le direttive di sincronizzazione previste per i thread +POSIX. L'interfaccia corrente è stata stabilizzata a partire dal kernel +2.5.40. +