IPC SYSTEM V. Técnicas Digitales III Ing. Gustavo Nudelman Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Buenos Aires

Transcripción

1 IPC SYSTEM V Técnicas Digitales III Ing. Gustavo Nudelman 2011

2 IPC System V En la década del 70, se incorpora a Unix una gran cantidad de funcionalidades llamadas System V entre las cuales aparecen tres mecanismos IPC s que poseen mas flexibilidad y potencia que las señales y los pipes. Colas de mensajes: Se trata de una cola de estructuras predefinidas a la que se puede acceder en un esquema de múltiples lectores y escritores multiplexando la extracción de datos mediante un campo definido de dicha estructura Memoria Compartida: Área de memoria perfectamente identificable, administrable y accesible por varios procesos en forma asincrónica. Semáforos: Mecanismo para sincronizar el acceso a recursos compartidos del sistema

3 System V Colas de mensajes Funciona como una FIFO con funcionalidades mas avanzadas Los datos deben tener una forma definida. struct msgbuf { long mtype; void* data }; Se puede trabajar con un esquema de múltiples lectores ya que la cola de mensajes posee la capacidad de extraer datos en forma multiplexada (campo mtype) Además de realizar lecturas y escrituras se dispone de un set de funciones de control de la cola de mensajes

4 Funciones asociadas msg queues Debemos crear una clave única para identificar el set de recursos que utilizará nuestro sistema. key_t ftok(const char *pathname, int proj_id) Obtenida la clave creamos o pedimos acceso a la cola de mensajes con la sig. System call: int msgget(key_t key, int msgflg); Obtenido el id de la cola de mensajes podemos: Enviar y extraer elementos de la cola msgsnd y msgrcv Realizar operaciones de control sobre dicho recurso msgctl Comandos ipcs, ipcrm

5 Msg queues - Enviar y extraer datos Escribiendo en la message queue int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg); Extrayendo mensajes de la cola ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg); 0 Retira el primer elemento disponible >0 Retira el elemento cuyo mtype coincide con el valor especificado Control de una message queue int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); Podemos especificar en cmd constantes definidas que corresponderán a comandos. Ej: IPC_RMID, IPC_STAT, etc

6 System V Shared Memory Se trata de una zona de memoria que se reserva para ser accedida por varios procesos No corresponde al área de datos de ningún proceso Sin embargo los procesos pueden acceder a ella mediante un puntero local que puede ser apuntado hacia dicha área. *pointer 1 P1 Shared Memory *pointer 2 P2 Las páginas de la shared memory se mapean en direcciones locales P1 P2

7 Funciones asociadas Sh Memory Creamos o pedimos acceso a la shared memory int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg) Tamaño en bytes Apuntamos nuestro puntero a la shared memory void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); Puntero local Dirección local a mapear con la dirección de la shared memory. Usamos NULL para que elija automáticamente Si queremos desvincular nuestro puntero utilizamos int shmdt(const void *shmaddr) Con shmctl realizamos operaciones de control sobre el recurso

8 System V - Semaforos Se trata de una utilidad del sistema para sincronizar el acceso compartido a un recurso que no podríamos acceder concurrentemente. Funcionan como contadores de manera que: Un proceso antes de intentar acceder a un recurso compartido opera sobre el semáforo decrementándolo Cuando un proceso libera al recurso debe operar sobre el semáforo incrementándolo Si un proceso intenta decrementar un semáforo a un valor menor que cero, esto no sucederá. La propia operación sobre el semáforo bloqueara al proceso evitando que continúe el flujo de ejecución y se acceda al recurso. Es decir: El valor de un semáforo representa la cantidad de recursos disponibles

9 Funciones asociadas Creamos o nos conectamos a un set de semáforos int semget(key_t key, int nsems, int semflg) Operar sobre un semáforo. int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops) struct sembuf { unsigned short sem_num; short sem_op; operation short sem_flg; Generalmente SEM_UNDO }; Cantdad de elementos a operar apuntados por sops (generalmente 1) Funciones de control int semctl(int semid, int semnum, int cmd,...)

10 Operaciones sobre semáforos Cuando se opera sobre un semáforo con la función semop, esta intentara sumar al valor del semáforo el parámetro pasado en el campo sem_op de la estructura sembuf. Si sem_op > 0 la operación no será bloquante y se sumará el valor pasado al valor del semáforo Si sem_op < 0 la operación será bloqueante si el valor pasado atenta a llevar el semáforo a un valor menor que 0 Si sem_op = 0 la operación será bloqueante a menos que el valor del semáforo sea 0. (dicha operación no cambia el valor del semáforo)

11 Operaciones sobre semáforos El sistema mantiene estructuras en memoria para cada set de semáforos creado. Se trata de la estructura semid_ds declarada en sem.h Se pueden obtener y cambiar datos de la misma mediante semctl

12 System V - Resumen Funcionalidad Crear o ganar el acceso al recurso Message queue System Call Shared Memory Semáforos msgget shmget semget Control del recurso msgctl shmctl semctl Operar sobre el recurso msgsnd, msgrcv shmat, shmdt semop