UNIX: взаимодействие процессов - Уильям Стивенс

24  mqstat->mq_curmsgs = attr->mq_curmsgs;

25  pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);

26  return(0);

27 }

Блокирование взаимного исключения

17-20 Мы должны заблокировать соответствующее взаимное исключение для работы с очередью, в частности для получения атрибутов, поскольку какой-либо другой поток может в это время их изменить.

Функция mq_setattr

В листинге 5.23 приведен текст функции mq_setattr, которая устанавливает значение атрибутов очереди.

Считывание текущих атрибутов

22-27 Если третий аргумент представляет собой ненулевой указатель, мы возвращаем предыдущее значение атрибутов перед внесением каких-либо изменений.

Изменение mq_flags

28-31 Единственный атрибут, который можно менять с помощью нашей функции, — mq_flags, хранящийся в структуре mq_infо.

Листинг 5.23. Функция mq_setattr

//my_pxmsg_mniap/mq_setattr.с

1  #include "unpipc.h"

2  #include "mqueue.h"

3  int

4  mymq_setattr(mymqd_t mqd. const struct mymq_attr *mqstat,

5   struct mymq attr *omqstat)

6  {

7   int n;

8   struct mymq_hdr *mqhdr;

9   struct mymq_attr *attr;

10  struct mymq_info *mqinfo;

11  mqinfo = mqd;

12  if (mqinfo->mqi_magic != MQI_MAGIC) {

13   errno = EBADF;

14   return(-1);

15  }

16  mqhdr = mqinfo->mqi_hdr;

17  attr = &mqhdr->mqh_attr;

18  if ((n = pthread_mutex_lock(&mqhdr->mqh_lock)) ! = 0) {

19   errno = n;

20   return(-1);

21  }

22  if (omqstat != NULL) {

23   omqstat->mq_flags = mqinfo->mqi_flags; /* исходные атрибуты */

24   omqstat->mq_maxmsg = attr->mq_maxmsg;

25   omqstat->mq_msgsize = attr->mq_msgsize;

26   omqstat->mq_curmsgs = attr->mq_curmsgs; /* текущий статус */

27  }

28  if (mqstat->mq_flags & O_NONBLOCK)

29   mqinfo->mqi flags |= O_NONBLOCK;

30  else

31   mqinfo->ntqi_flags &= ~O_NONBLOCK;

32  pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);

33  return(0);

34 }

Функция mq_notify

Функция mq_notify, текст которой приведен в листинге 5.24, позволяет регистрировать процесс на уведомление для текущей очереди и снимать его с регистрации. Информация о зарегистрированных процессах (их идентификаторы) хранится в поле mqh_pid структуры mq_hdr. Только один процесс может быть зарегистрирован на уведомление в любой момент времени. При регистрации процесса мы сохраняем его структуру sigevent в структуре mqh_event.

Листинг 5.24. Функция mq_notify

//my_pxmsg_mmap/mq_notify.с

1  #include "unpipc.h"

2  #include "mqueue.h"

3  int

4  mymq_notify(mymqd_t mqd, const struct sigevent *notification)

5  {

6   int n;

7   pid_t pid;

8   struct mymq_hdr *mqhdr;

9   struct mymq_info *mqinfo;

10  mqinfo = mqd;

11  if (mqinfo->mqi magic != MQI_MAGIC) {

12   errno = EBADF;

13   return(-1);

14  }

15  mqhdr = mqinfo->mqi_hdr;

16  if ((n = pthread_mutex_lock(&mqhdr->mqh_lock)) != 0) {

17   errno = n;

18   return(-1);

19  }

20  pid = getpid();

21  if (notification == NULL) {

22   if (mqhdr->mqh_pid == pid) {

23    mqhdr->mqh_pid = 0; /* снятие вызвавшего процесса с регистрации */

24   } /* если вызвавший процесс не зарегистрирован – 61К */

25  } else {

26   if (mqhdr->mqh_pid != 0) {

27    if (kill(mqhdr->mqh_pid, 0) != –1 || errno != ESRCH) {

28     errno = EBUSY;

29     goto err;

30    }

31   }

32   mqhdr->mqh_pid = pid;

33   mqhdr->mqh_event = *notification;

34  }

35  pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);

36  return(0);

37 err:

38  pthread_mutex_unlock(&mqhdr->mqh_lock);

39  return(-1);

40 }

Снятие процесса с регистрации

20-24 Если второй аргумент представляет собой нулевой указатель, вызвавший процесс снимается с регистрации. Если он не зарегистрирован, никакой ошибки не возвращается.

Регистрация вызвавшего процесса

25-34 Если какой-либо процесс уже зарегистрирован, мы проверяем, существует ли он, отправкой ему сигнала с кодом 0 (называемого нулевым сигналом — null signal). Это обычная проверка на возможность ошибки, на самом деле при этом никакого сигнала процессу не отправляется, но при его отсутствии возвращается ошибка с кодом ESRCH. Если какой-либо процесс уже зарегистрирован на уведомление, функция возвращает ошибку EBUSY. В противном случае сохраняется идентификатор процесса вместе с его структурой sigevent.

ПРИМЕЧАНИЕ

Наш метод проверки существования вызвавшего процесса не идеален. Процесс мог завершить работу, а его идентификатор мог быть использован другим процессом.

Функция mq_send

В листинге 5.25 приведен текст первой половины нашей функции mqsend.

Инициализация

14-29 Мы получаем указатели на используемые структуры и блокируем взаимное исключение для данной очереди. Проверяем, не превышает ли размер сообщения максимально допустимый для данной очереди.

Проверка очереди на пустоту и отправка уведомления

30-38 Если мы помещаем первое сообщение в пустую очередь, нужно проверить, не зарегистрирован ли какой-нибудь процесс на уведомление об этом событии и нет ли потоков, заблокированных в вызове mq_receive. Для проверки второго условия мы воспользуемся сохраняемым функцией mq_receive счетчиком mqh_nwait, содержащим количество потоков, заблокированных в вызове mq_receive. Если этот счетчик имеет ненулевое значение, мы не отправляем уведомление зарегистрированному процессу. Для отправки сигнала SIGEV_SIGNAL используется функция sigqueue. Затем процесс снимается с регистрации.

ПРИМЕЧАНИЕ

Вызов sigqueue для отправки сигнала приводит к передаче сигнала SI_QUEUE обработчику сигнала в структуре типа siginfo_t (раздел 5.7), что неправильно. Отправка правильного значения si_code (а именно SI_MESGQ) из пользовательского процесса осуществляется в зависимости от реализации. На с. 433 стандарта IEEE 1996 [8] отмечается, что для отправки этого сигнала из пользовательской библиотеки необходимо воспользоваться скрытым интерфейсом механизма отправки сигналов. 

Проверка заполненности очереди

39-48 Если очередь переполнена и установлен флаг O_NONBLOCK, мы возвращаем ошибку с кодом EAGAIN. В противном случае мы ожидаем сигнала по условной переменной mqh_wait, который, как мы увидим, отправляется функцией mq_receive при считывании сообщения из переполненной очереди.

ПРИМЕЧАНИЕ

Наша реализация упрощает ситуацию с возвращением ошибки EINTR при прерывании вызова mq_send сигналом, перехватываемым вызвавшим процессом. Проблема в том, что функция pthread_cond_wait не возвращает ошибки при возврате из обработчика сигнала: она может вернуть либо 0 (что рассматривается как ложное пробуждение), либо вообще не завершить работу. Все эти проблемы можно обойти, но это непросто. 

В листинге 5.26 приведена вторая половина функции mq_send. К моменту ее выполнения мы уже знаем о наличии в очереди свободного места для нашего сообщения.

Листинг 5.25. Функция mq_send: первая половина

//my_pxmsg_mmap/mq_send.с

1  #include "unpipc.h"

2  #include "mqueue.h"

3  int

4  mymq_send(mymqd_t mqd, const char *ptr, size_t len, unsigned int prio)

5  {

6   int n;

7   long index, freeindex;

8   int8_t *mptr;

9   struct sigevent *sigev;

10  struct mymq_hdr *mqhdr;

11  struct mymq_attr *attr;

12  struct mymsg_hdr *msghdr, *nmsghdr, *pmsghdr;

13  struct mymq_info *mqinfo;

14  mqinfo = mqd;

15  if (mqinfo->mqi_magic != MQI_MAGIC) {

16   errno = EBADF;

17   return(-1);

18  }

19  mqhdr = mqinfo->mqi_hdr; /* указатель типа struct */

20  mptr = (int8_t *) mqhdr; /* указатель на байт */

21  attr = &mqhdr->mqh_attr;

22  if ((n = pthread_mutex_lock(&mqhdr->mqh_lock)) != 0) {

23   errno = n;

24   return(-1);

25  }

26  if (len > attr->mq_msgsize) {

27   errno = EMSGSIZE;

28   goto err;

29  }

30  if (attr->mq_curmsgs == 0) {

31   if (mqhdr->mqh_pid != 0 && mqhdr->mqh_nwait == 0) {

32    sigev = &mqhdr->mqh_event;

33    if (sigev->sigev_notify == SIGEV_SIGNAL) {

34     sigqueue(mqhdr->mqh_pid, sigev->sigev_signo,

35      sigev->sigev_value);

36    }

37    mqhdr->mqh_pid = 0; /* снятие с регистрации */

38   }

39  } else if (attr->mq_curmsgs >= attr->mq_maxmsg) {

40   /* 4queue is full */

41   if (mqinfo->mqi_flags & O_NONBLOCK) {

32    errno = EAGAIN;