Операционная система UNIX, Робачевский Андрей Михайлович

Операционная система UNIX

на обложку

Робачевский Андрей Михайлович

Шрифт:

printf("Невозможно удалить FIFO\n");

exit(1);

}

exit(0);

}

Идентификаторы и имена в IPC

Как было показано, отсутствие имен у каналов делает их недоступными для независимых процессов. Этот недостаток устранен у FIFO, которые имеют имена. Другие средства межпроцессного взаимодействия, являющиеся более сложными, требуют дополнительных соглашений по именам и идентификаторам. Множество возможных имен объектов конкретного типа межпроцессного взаимодействия называется пространством имен (name space). Имена являются важным компонентом системы межпроцессного взаимодействия для всех объектов, кроме каналов,

поскольку позволяют различным процессам получить доступ к общему объекту. Так, именем FIFO является имя файла именованного канала. Используя условленное имя созданного FIFO два процесса могут обращаться к этому объекту для обмена данными.

Для таких объектов IPC, как очереди сообщений, семафоры и разделяемая память, процесс назначения имени является более сложным, чем просто указание имени файла. Имя для этих объектов называется ключом (key) и генерируется функцией ftok(3C) из двух компонентов — имени файла и идентификатора проекта:

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

key_t ftok(char* filename, char proj);

В качестве

filename

можно использовать имя некоторого файла, известное взаимодействующим процессам. Например, это может быть имя программы-сервера. Важно, чтобы этот файл существовал на момент создания ключа. Также нежелательно использовать имя файла, который создается и удаляется в процессе работы распределенного приложения, поскольку при генерации ключа используется номер inode файла. Вновь созданный файл может иметь другой inode и впоследствии процесс, желающий иметь доступ к объекту, получит неверный ключ.

Пространство имен позволяет создавать и совместно использовать IPC неродственным процессам. Однако для ссылок на уже созданные объекты используются идентификаторы, точно так же, как файловый дескриптор используется для работы с файлом, открытым по имени.

Каждое из перечисленных IPC имеет свой уникальный дескриптор (идентификатор), используемый ОС (ядром) для работы с объектом. Уникальность дескриптора обеспечивается уникальностью дескриптора для каждого из типов объектов (очереди сообщений, семафоры и разделяемая память), т.е. какая-либо очередь сообщений может иметь тот же численный идентификатор, что и разделяемая область памяти (хотя любые две очереди сообщений должны иметь различные идентификаторы).

Таблица 3.5. Идентификация объектов IPC

Объект IPC	Пространство имен	Дескриптор
Канал	–	Файловый дескриптор
FIFO	Имя файла	Файловый дескриптор
Очередь сообщений	Ключ	Идентификатор
Объект IPC	Пространство имен	Дескриптор
Семафор	Ключ	Идентификатор
Разделяемая память	Ключ	Идентификатор

Работа с объектами IPC System V во многом сходна. Для создания или получения доступа к объекту используются соответствующие системные вызовы get: msgget(2) для очереди сообщений, semget(2) для семафора и shmget(2) для разделяемой памяти. Все эти вызовы возвращают дескриптор объекта в случае успеха и -1 в случае неудачи. Отметим, что функции get позволяют процессу получить ссылку на объект, которой по существу является возвращаемый дескриптор, но не позволяют производить конкретные операции над объектом (помещать или получать сообщения из очереди сообщений, устанавливать семафор или записывать данные в разделяемую память. Все функции get в качестве аргументов используют ключ

key

и флажки создания объекта

ipcflag

. Остальные аргументы зависят от конкретного типа объекта. Переменная

ipcflag

определяет права доступа к объекту

PERM

а также указывает, создается ли новый объект или требуется доступ к существующему. Последнее определяется комбинацией (или отсутствием) флажков

IPC_CREAT

IPC_EXCL

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

Значение PERM (в восьмеричном виде)	Аналог прав доступа для файлов	Разрешено
0400	r--------	Чтение для владельца-пользователя
0200	– w-------	Запись для владельца-пользователя
0040	– --r-----	Чтение для владельца-группы
0020	– ---w----	Запись для владельца-группы
0004	– -----r--	Чтение для всех остальных
0002	– ------w-	Запись для всех остальных

Комбинацией флажков можно добиться различных результатов:

Значение аргумента ipcflag	Результат действия функции
Объект существует	Объект не существует
0	Возвращает дескриптор	Ошибка: отсутствие объекта ( ENOENT )
PERM \| IPC_CREAT	Возвращает дескриптор	Создает объект с соответствующими PERM правами доступа
PERM \| IPC_CREAT	Ошибка: объект уже существует ( EEXIST )	Создает объект с соответствующими PERM правами доступа

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_perm

описывающая права доступа к объекту, подобно тому, как это делается для файлов. Основными полями этой структуры являются:

uid	Идентификатор владельца-пользователя объекта
gid	Идентификатор владельца-группы объекта
cuid	UID создателя объекта
cgid	GID создателя объекта
mode	Права доступа на чтение и запись для всех классов доступа (9 битов)
key	Ключ объекта