4.6.2 消息队列的内核实现

作者: Jim Mauro; Richard McDougall 出处:机械工业出版社华章公司 　2007-09-24 17:35　   砖    好    评论  条 　进入论坛

阅读提示：《Solaris 内核结构》（第2版）第4章主要介绍的是进程间通信（IPC），本文是消息队列的内核实现。

4.6.2 消息队列的内核实现
在本节我们会大致浏览消息队列生成、发送/接收消息的内核代码流，因为这些代码代表了大部分消息队列活动。
1.为应用程序（调用了msgget（2）)生成消息，都是从调用内核ipc_get()例程开始的。对每个消息队列标识符而言，都有一个可用的ipc_perm结构。
2.一旦结构被分配，系统就会初始化结构成员，使其与调用进程的UID、GID相同，并且初始化调用代码传递过来的权限模式位，然后设置IPC_ALLOC位来表示ipc_perm结构已经分配（4.1节有ipc_get()代码）。
如果ipc_get()返回成功，应用程序代码会得到一个有效的消息队列标识符，并能够通过它来发送/接收消息，运行消息控制（msgctl（2））操作。
发送消息的调用（msgsnd（2））需要应用程序组建消息，设置消息类型字段，以及生成消息体（例如，一个文本消息）。
1.代码从用户地址空间拷贝消息到内核中的指定区域。
2.接下来，是基本的处理工作——例如，增长处理器统计值，表示消息队列系统调用正在执行。cpu_sysinfo结构维护了一个msg计数器，表明所执行的消息队列系统调用的总数。
3.执行代码验证调用进程的访问权限。
4.消息剩余部分的流程最好的表示方法是伪码。

msgrcv支持代码会简单一些，因为我们只要在队列上得到一个消息（与放入消息到队列中正相反）。对于msgrcv，不需要分配内核资源。接收消息的内核代码流程包括对操作的权限检查，该操作在队列上的所有消息中循环。

1.如果被请求的消息类型与队列中的一个消息匹配，代码会将消息类型复制到用户提供的位置，并且将消息数据复制到用户提供的位置。
2.接下来，代码更新msqid_ds结构的字段，从msg_cbytes中减去消息大小，msg_lrpid中设置PID，msg_rtime中设置时间，释放消息资源，释放消息头（msg结构），并释放资源映射表项。
如果代码对所有消息都循环后，还没有找到匹配的类型，将会返回“没有消息”的错误。
上述操作结束后，应用程序代码会在msgrcv（2）系统调用提供的缓存区中生成消息类型和数据。在这个过程中应用程序所使用的唯一的可调用例程是msgctl（2）。控制函数是直接的，它们主要负责在消息队列的ipc_perm结构中获取或设置值。
3.以IPC_RMID标志位调用msgctl（2）时，意味着调用者想从系统中删除消息队列，内核会遍历队列中的消息链表，释放与每个消息相关联的内核资源。
4.内核发送信号，唤醒在消息队列上睡眠的进程（线程）。进程最终以EIDRM错误结束（ID被删除）。
5.系统仅仅标识msqid_ds结构体为可用，然后返回。

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