KOMUNIKACIJA PORUKAMA

REDOVI PORUKA

Poruka je mala količina podataka (na primjer, do nekoliko stotina bajtova) koja može biti poslana u red poruka. Poruci se može pridijeliti tip po kojem se može prepoznati. Svaki proces s odgovarajućom dozvolom može primiti poruku iz reda.

Red poruka može poslužiti kao semafor: stavljanje poruke u red je ekvivalentno otvaranju semafora, a uzimanje poruke iz reda ekvivalentno je zatvaranju semafora. Poziv za uzimanje poruke se normalno zablokira ako je red prazan što odgovara stanju kada je semafor na nuli.

Sustavski pozivi za rad s redovima poruka

Rad sa redovima poruka je ovdje opisan nešto detaljnije nego što su bili opisani pozivi za rad sa zajedničkom memorijom i skupovima semafora. Ipak, više detalja se može naći sa: man msgget, man msgop i man msgctl. Podaci potrebni za rad sa redovima poruka definirane su u datotekama <sys/types.h>, <sys/ipc.h> i <sys/msg.h> koje treba uključiti na početku programa. Opis bitnih struktura podataka može se naći sa man intro.

int msgget(key_t key, int flags);

Sustavski poziv msgget stvara red poruka, ili vraća identifikator reda poruka ako red već postoji. Poziv je analogan sustavskom pozivu open. Kao parametar prima ključ key i vraća identifikator reda, odnosno -1 ako dođe do greške.

Identifikator reda je vrlo sličan opisniku datoteke, osim što ga može koristiti bilo koji proces koji poznaje taj broj. Ako je postavljen bit IPC_CREATE u flags, red se kreira ako već ne postoji, a devet najnižih bitova su dozvole za korištenje reda. Dozvola za pisanje dopušta da poruka bude poslana, a dozvola za čitanje dopušta primanje poruke. Ako IPC_CREATE nije postavljen onda red mora postojati i u tom slučaju ova funkcija samo pronalazi identifikator reda. (Ako se za key stavi IPC_PRIVATE onda se kreira novi red bez obzira na IPC_CREAT.)

Dozvole pristupa u flags su definirane na slijedeći način:

00400Receive message by user
00200Send message by user
00040Receive message by group
00020Send message by group
00004Receive message by others
00002Send message by others

struct msgbuf {

long mtype;
char mtext[1];

};

int msgsnd(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, int msgflg);

Sustavski poziv msgsnd šalje poruku u red čiji je ID msqid dobiven primjerice od msgget. msgp pokazuje na strukturu u kojoj na prvom mjestu mora biti dugačak cijeli broj veći od nule - vrsta poruke. Ostatak te strukture ovisi o podacima koji se šalju. Interno se ostatak poruke prihvaća kao niz znakova (bajtova) duljine msgsz. Tip poruke omogućava primaocu da odabere iz reda poruke koje želi izvaditi, odnosno može čekati određeni tip poruke. msgflg je obično 0, što uzrokuje da se msgsnd zablokira dok je red pun. Druga mogućnost je IPC_NOWAIT što uzrokuje da poziv msgsnd vrati grešku ako je red pun. msgsnd vraća 0 ako uspije ili -1 ako dođe do greške.

int msgrcv(int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, long msgtyp, int msgflg);

Sustavski poziv msgrcv poziva primalac poruke. msgsz mora biti veličina najveće poruke koja može stati u prostor na koji pokazuje msgp. Obzirom da primljena poruka može biti manja od toga, ovaj poziv vraća veličinu poruke ili -1 ako dođe do greške. Ako primalac želi određenu vrstu poruke onda je stavi u msgtyp. Inače se stavi 0 čime se uzima najstarija poruka iz reda (bez obzira na vrstu poruke). Ako je red prazan ili u njemu nema poruka tražene vrste onda će se msgrcv zablokirati, osim ako je msgflg (msgflg je obično 0) IPC_NOWAIT u kojem slučaju će se odmah vratiti -1 (greška).

struct ipc_perm {

ushort cuid;/* creator user id*/
ushort cgid;/* creator group id*/
ushort uid;/* user id*/
ushort gid;/* group id*/
ushort mode;/* r/w permission*/
ushort seq;/* slot usage sequence #*/
key_t key;/* key*/

} ;

struct msg {

struct msg *msg_next;/* ptr to next message on queue */
long msg_type;/* message type */
short msg_ts;/* message text size */
short msg_spot;/* message text map address */

};

struct msqid_ds {

struct ipc_perm msg_perm;/* message operation permissions*/
struct msg *msg_first; /* ptr to the first message on the queue*/
struct msg *msg_last; /* ptr to the last message on the queue*/
ushort msg_cbytes; /* current number of bytes on the queue*/
ushort msg_qnum; /* nr of messages currently on the queue*/
ushort msg_qbytes; /* max nr of bytes allowed on the queue*/
ushort msg_lspid; /* last process that performed msgsnd*/
ushort msg_lrpid; /* last process that performed msgrcv */
time_t msg_stime; /* time of the last msgsnd operation*/
time_t msg_rtime; /* time of the last msgrcv operation*/
time_t msg_ctime; /* time of the last msgctl operation*/

} ;

Red poruka se nakon uporabe treba obrisati. Npr. pozivom msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL). Sustavski poziv

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

obavlja jednu od tri operacije u ovisnosti o cmd:

IPC_STAT popunjava strukturu buf vrijednostima za red poruka msqid.

IPC_SET mijenja msg_perm.uid, msg_perm.gid, msg_perm.mode i msg_qbytes za red poruka msqid sa vrijednostima iz buf.

IPC_RMID uništava red poruka msqid i bilo koji zablokirani poziv vraća grešku u tom slučaju.

OKOLINA (environment)

Okolina je niz znakovnih nizova oblika "ime=vrijednost" koji se predaje svakom programu prilikom pokretanja. ime je varijabla okoline. Uobičajeno je za imena tih varijabli upotrebljavati velika slova iako to nije obavezno.

Varijable okoline se najčešće postavljaju korištenjem korisničke ljuske (vidi: man sh, man csh). U ljusci sh se sa:

ime=vrijednost

postavlja varijabla za samo ljusku. Tek ako se izvede:

export ime

ista varijabla se uključuje i u okolinu koju ljuska predaje programima koje poziva. export daje popis svih varijabli koje se predaju kao okolina programima, dok set daje popis svih varijabli koje poznaje sama ljuska. unset ime poništava definiciju varijable ime.

U ljusci csh se varijabla okoline programa definira sa:

setenv ime vrijednost

Varijable same ljuske se postavljaju sa:

set ime=vrijednost

Neke od najčešće korištenih varijabli: logname, home, path, user i term automatski se uključuju i u okolinu nakon ove naredbe, pa za njih nije potrebno upotrebljavati setenv. Prilikom uključenja u okolinu, imena ovih varijabli se pišu velikim slovima. setenv izlistava okolinu koja se predaje programima, dok set daje popis svih varijabli koje poznaje sama ljuska.

Kako se poziva main

Prototip prema kojem se poziva funkcija main svakog programa u UNIX-u je:

int main(int argc, char *argv[], char *envp[]);

argc je broj argumenata navedenih kod poziva programa, a argv je niz od argc kazaljki na te argumente kao nizove znakova. Prvi od tih nizova je ime samog pozvanog programa. envp je niz kazaljki na nizove znakova oblika "ime=vrijednost" koji čine okolinu. Posljednja kazaljka je NULL. Okolini se može pristupiti i na praktičniji način nego korištenjem envp. Zbog toga se main može definirati i kao:

int main(int argc, char *argv[]) { ... }

Također, program koji ne koristi nikakve ulazne parametre može definirati main kao:

int main(void) { ... }

main treba vratiti cjelobrojnu vrijednost jer poziv možemo pojednostavljeno zamisliti kao:

exit(main(argc, argv, envp));

Ako program završava pozivom exit na nekom mjestu, onda ne dolazi do povratka iz main. Međutim, ako main normalno završava, onda je potrebna povratna vrijednost koja će postati argument poziva exit.

Pristup varijablama okoline iz programa

envp nije pogodan za pristup varijablama okoline jer je poznat samo unutar main, a ne i u ostalim funkcijama programa. Zato postoji globalna varijabla:

extern char *environ[];

koja je, također, niz kazaljki na nizove znakova koji čine okolinu. Toj varijabli se može pristupati izravno ili korištenjem funkcija getenv i putenv.

char *getenv(char *name);

name pokazuje na niz znakova s imenom varijable okoline kojoj treba pristupiti. Rezultat je kazaljka na vrijednost te varijable u nizu oblika "ime=vrijednost" ili NULL ako varijabla nije nađena. Npr. ako u okolini postoji "nadimak=pero", tada će getenv("nadimak") vratiti pokazivač na "pero".

int putenv(char *string);

string pokazuje na niz znakova oblika "ime=vrijednost". putenv ga uključuje u okolinu umjesto postojećeg niza koji počinje istim imenom ili ga dodaje u okolinu. Rezultat je različit od 0 samo ako putenv nije dobio potrebnu memoriju za proširenje okoline.

putenv mijenja okolinu na koju pokazuje environ i kojoj se pristupa pomoću getenv. Međutim, pri tome se ne mijenja envp koji je predan funkciji main. Niz znakova na koji pokazuje kazaljka string postaje dio okoline.

POKRETANJE PROGRAMA (sustavski pozivi exec...)

Sustavski pozivi exec (u svim oblicima) inicijaliziraju proces novim programom. Jedino pomoću njih se izvršavaju programi u UNIX-u. Postoji šest poziva koji se uglavnom razlikuju po načinu prijenosa parametara (vidi man exec):

int execl(char *path, char *arg0, char *arg1,....., char *argn, char *null)

int execv(char *path, char *argv[])

int execle(char *path, char *arg0,...., char *argn, char *null, char *envp[])

int execve(char *path, char *argv[], char *envp[])

int execlp(char *file, char *arg0,...., char *argn, char *null)

int execvp(char *file, char *argv[])

Pozivom neke verzije poziva exec izvršava se navedeni program od početka, tj. pozivom funkcije main. Ako je poziv uspio, iz njega nema povratka. U slučaju greške rezultat je -1.

Argument path mora sadržavati put do datoteke sa izvršnom verzijom programa ili tekstom koji se može interpretirati (počinje sa #! ) nekim drugim programom, najčešće ljuskom. Kod execlp i execvp, dovoljno je da argument file bude samo ime takve datoteke, a ona se traži u direktorijima koji su navedeni kao vrijednost varijable okoline "PATH".

execl, execle i execlp imaju varijabilan broj argumenata. Prvi argument arg0 uvijek mora biti ime izvršne verzije prorama, a NULL je oznaka kraja argumenata. Od tih argumenata se kreira argv koji se predaje funkciji main novog programa.

Kod execv, execve i execvp predaje se izravno argv. Po dogovoru, i on mora imati barem jednu kazaljku koja pokazuje na niz znakova s imenom programa. Ostale pokazuju na argumente programa. Posljednja kazaljka mora biti NULL kako bi se znalo gdje je kraj i moglo izračunati argc.

envp u execle i execve je niz kazaljki na nizove znakova koji čine okolinu. Posljednja kazaljka mora biti NULL. Kod ostalih poziva, novi program dobiva postojeću okolinu (environ).

Otvoreni opisnici datoteka ostaju otvoreni kroz poziv execl. Ako to nije potrebno, treba ih zatvoriti prije nekog od ovih poziva. Kao i kod sustavskog poziva fork, većina sustavskih atributa ostaje nepromjenjena.

Primjer upotrebe exec i fork

Obično exec služi za inicijalizaciju procesa djeteta kreiranog sustavskim pozivom fork. Slijedeći primjer pokazuje kako se fork i exec obično pozivaju:

switch (fork()) {

case -1:

printf("Ne mogu kreirati novi proces\n");
break;

case 0:

execl("./ime","ime",NULL);
exit(1);

default:

wait(NULL);

}

Ako fork ne uspije, rezultat je -1. Novi proces nije kreiran i dovoljno je ispisati odgovarajuću poruku ili pokušati ponovo. Ako je rezultat 0, nalazimo se u procesu djetetu i inicijaliziramo ga s programom ime bez dodatnih argumenata. Normalno nema povratka iz execl, ali ako on ne uspije, dijete ipak treba završiti sa exit. U slučaju nekog drugog rezultata poziva fork, radi se o nastavku procesa roditelja koji treba pričekati da dijete završi.