《Unix网络编程》卷2 读书笔记 第3章- System V IPC

1. 概述

• 三种类型的System V IPC：System V 消息队列、System V 信号量、System V 共享内存区
• System V IPC在访问它们的函数和内核为它们维护的信息上共享许多类似点。本章讲述所有这些共同属性。
• 下图汇总了所有System V IPC 函数
  
  

2. key_t键、ftok函数

• 头文件sys/types.h把数据类型key_t定义为一个整数，通常是一个至少32位的整数

1. #include <sys/ipc.h>
2. key_t ftok (const char *pathname, int id);
3. Returns: IPC key if OK, -1 on error

• 函数ftok把一个已经在的路径名和一个整数标识符转换成一个key_t值，称为IPC键
• 如果pathname不存在，或者对于调用进程不可访问，ftok返回-1
• 不能保证两个不同的路径名与同一个id的组合产生不同的键。

3. ipc_perm结构

• 内核给每个IPC对象维护一个信息结构，其内容跟内核给文件维护的信息类似
  1. struct ipcqerm {
  2. uid_t uid; /* owner‘s user id */
  3. gid_t gid; /* owner‘s group id */
  4. uid_t cuid; /* creator‘s user id */
  5. gid_t cgid; /* creator‘s group id */
  6. mode_t mode; /* read - write permissions */
  7. ulong_t seq; /* slot usage sequence number */
  8. key_t key; /* IPC key */
  9. };

4. 创建与打开IPC通道

• 对于key值，应用程序有两种选择

  1. 调用ftok，给它传递pathname和id
  2. 指定key为IPC_PRIVATE，这将保证会创建一个新的、唯一的IPC对象

• 所有三个XXXget函数都有一个名为oflag的参数，它指定IPC对象的读写权限位（ipc_perm结构的mode成员），并选择是创建一个新的IPC对象，还是访问一个已存在的IPC对象。

• System V IPC定义了自己的IPC_XXX常值，而并不像标准open函数以及Posix IPC函数那样使用O_CREAT和O_EXCL常值
• 注意：System V IPC函数将它们的IPC_XXX常值根权限位合到单个oflag参数中。而open函数有一个名为oflag和mode的参数

5. IPC 权限

• 每当使用某个XXXget函数创建一个新的IPC对象时，以下信息就保存到该对象的ipc_perm结构中

  1. oflag参数中的某些位初始化ipc_perm结构的mode成员。SEM_A的后缀A代表alter改变
     
  2. ipc_perm结构中cuid和cgid成员分别设置为调用进程的有效用户ID和有效组ID，这两个成员合称为创建者ID
  3. ipc_perm结构中的uid和gid成员也分别设置为调用进程的有效用户ID和有效组ID，这两个成员合称为属主ID

• 尽管一个进程可以通过调用XXXctl函数修改属主ID，但创建者ID却从不改变。XXXctl函数还允许一个进程修改某个IPC对象的mode成员

• 每当一个进程访问某个IPC对象时，IPC就执行两级检查，该对象被打开时（XXXget函数）执行一次，以后每次使用该对象时执行一次
  

6. 标识符重用

• ipc_perm结构中含有一个seq的变量，它是一个槽位使用情况序列号。该变量是一个由内核为系统中每个潜在的IPC对象维护的计数器。每当删除一个IPC对象时，内核就递增相应的槽位号，若溢出则循环为0 。
• 该计数器的存在有两个原因：

  1. 考虑由内核维护的用于打开文件的文件描述符。它们是些小整数，只在单个进程内有意义，是进程特定的值。然而，System V IPC标识符却是系统范围的，而不是特定于进程的
  2. 为了避免短时间内重用System V IPC标识符

7. ipcs、ipcrm程序

• 只能用于System V IPC，而不能用于Posix IPC
• ipcs -q -m -s
• ipcrm --all=msg

8. 内核限制

• sysctl命令