Estas son colas de mensajes, memoria compartida y semáforos.
Cada uno de estos mecanismos de comunicación son referidos por un identificador entero no negativo.
El identificador es creado cuando la estructura par IPC es creada. Para ello, se debe proveer de una clave a partir de la cual se crea el identificador.
Esta clave (key) debe ser único dentro de la máquina. Si no es así, la estructura para la comunicación entre procesos no es creada (arroja un error).
La clave (key) puede ser obtenida de tres formas:
Para crear una nueva estructura IPC, el servidor llama a una de las funciones "get". Ésta requiere una key (IPC_PRIVATE, un valor fijo, o el retornado por ftok) y en el argumento flag se debe activar el bit IPC_CREATE. Activando el bit IPC_EXCL se puede asegurar que la estructura es nueva (de no serlo se retorna un error).El servidor crea una nueva estructura espeficicando una clave de IPC_PRIVATE. El procedimiento creador retorna un identificador para la nueva estructura. EL problema es que ésta debe ser comunicada al proceso cliente de alguna manera. Por ejemplo, a través de un archivo. Otra forma es que el servidor y cliente se pongan de acuerdo en una clave. El problema es que ésta puede coincidir con otra ya existente. El servidor y el cliente pueden convenir un path y un identificador de proyecto ( 0<= project ID <=255) y llamar a la función ftok, la cual convierte estos dos valores en una clave.
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char * path, int projectID);
El cliente accede a la estructura creada por el servidor llamando a la función get con la misma clave y el bit del flag IPC_CREATE desactivado.
Algunas estructuras de datos son creadas globalmente en el sistema, el cual no maneja un contador de referencias. La estructura permanece en el sistema hasta que es removida por un proceso o la máquina es "rebooted". (Parecido a procesos zombies).
Creación de la cola de mensajes
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>int msgget (key_t key, int msgflg);
Retorna el identificador de la cola ó -1 en caso de error.
Para cerrar la cola y efectuar otras
tareas de control (como retornar número de mensajes, número
de bytes, último proceso en enviar mensaje, último en recibir,
etc.)
msgflg es especificado para asignar permisos
de la misma forma como se hace con archivos (ugo).
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgctl (int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
msqid: valor retornado por msget()
cmd: IPC_STAT para retornar estructura struct msqid_ds
IPC_SET
para fijar algunos valores de la estructura
IPC_RMID para
remover la cola de mensajes.
buf: puntero donde retornar valores.
Envío e recepción de mensajes
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>int msgsnd( int msqid, const void * msgp, size_t msgsz, int msgflg);
int msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtype, int msgflg);
Donde la estructura de cada mensaje es:
struct msgbuf {msgflg puede contener la constante IPC_NOWAIT. Su interpretación depende del llamado. En msgsnd IPC_NOWAIT retorna y genera un error en caso que la cola no pueda contener más nodos. En otro caso msgsnd se bloquea hasta que haya espacio disponible. En msgrcv retorna inmediatamente y con error en caso que no haya mensajes del tipo especificado para leer. EN otro caso espera hasta que mensajes de ese tipo sean ingresados.
long mtype;
char mtext[];
};
msgtype: 0 pide leer el siguiente mensaje.
> 0 lee el siguiente mensaje de ese tipo.
< 0 lee el siguiente mensaje con mtype <= |msgtype|
Hay mas detalles que se pueden estudiar en páginas man (man pages).
int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
Para remover un semáforo o hacer
otra tareas de control
int semctl( int semid, int semnum,
int cmd, union semun arg);
El parámetro cmd puede adoptar los siguientes valores
entro otros:
IPC_STAT: para leer el estado del semáforo.
IPC_SET: permite cambiar los permisos de acceso del semáforo.
IPC_RMID: Permite remover el semáforo.
Para operar el semáforo:
int semop (int semid, struct sembuf
*ops, size_t nops);
struct sembuf {
ushort
sem_num;
short
sem_op;
short
sem_flg;
};
En general estas funciones no son amigables para operar con semáforos debido a:
Creación de una region de memoria compartida
#include <sys/types.h>Con esta llamada se crea una estructura de control asociada a esta memoria compartida.
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>int shmget (key_t key, int size, int flag);
Esta estructura se puede manipular a través de
la función shmctl()
shmctl ( int
shmid, int cmd, struct shmid_ds * buf );
Uno de los comandos permite remover la region de memoria compartida.
Para hacer uso de la memoria compartida los procesos deben
ligar (attach) el segmento de memoria compartida. Esto se hace con la función
shmat()
void * shmat (int shmid, void *shmaddr,
int shmflg);
shmaddr es la dirrección a la cual la memoria debe
ser ligada. Se recomienda especificar 0 (y el sistema elige la mejor dirección).
Si shmflg contiene el flag SHM_RDONLY, la memoria es
de sólo lectura, en otro caso es lectura y escritura.
Para desligar (detach) la memoria compartida:
int shmdt( void *shmaddr);
Donde shmaddr es el valor retornado por shmat().
Ejemplo: Productor consumidor usando memoria compartida. Un programa actua como servidor y otro como cliente. El servidor lee información desde la entrada estándar y la transfiere a la memoria compartida. El cliente la lee desde la memoria compartida y la escribe en la salida estándar.
Otros ejemplos de uso de memoria compartida y semáforos.