MSGOP(2)

NAZWA
msgrcv, msgsnd - przekazuje komunikaty kolejki Systemu V

BIBLIOTEKA
Standardowa biblioteka C (libc, -lc)

SKŁADNIA
#include <sys/msg.h>

ssize_t msgrcv(size_t msgsz;
               int msqid, void msgp[msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,
               int msgflg);

int msgsnd(size_t msgsz;
               int msqid, const void msgp[msgsz], size_t msgsz,
               int msgflg);

OPIS
Wywołań systemowych msgsnd() i msgrcv() używa się do wysyłania komunikatów do kolejki komunikatów i odbierania komunikatów z kolejki Systemu V. Aby wysłać komunikat, proces wywołujący musi mieć uprawnienie do zapisu na kolejce komunikatów, a aby odebrać komunikat - uprawnienie do odczytu kolejki.

Parametr msgp jest wskaźnikiem do zdefiniowanej przez proces wywołujący struktury, której ogólna postać wygląda tak:

    struct msgbuf {
        long mtype;       /* typ wiadomości, musi być > 0 */
        char mtext[1];    /* dane wiadomości */
    };

Pole mtext jest tablicą (lub inna strukturą) o rozmiarze określonym przez msgsz, będącym nieujemną liczbą całkowitą. Dozwolone są komunikaty o zerowej długości (tzn. niezawierające pola mtext). Wartość pola mtype musi być liczbą ściśle dodatnią, która może służyć procesowi odbierającemu komunikaty do filtrowania kolejki (zobacz opis msgrcv() poniżej).

  msgsnd()
Wywołanie systemowe msgsnd() dołącza kopię komunikatu wskazywanego przez msgp do kolejki o identyfikatorze określonym przez msqid.

Gdy w kolejce jest wystarczająco dużo miejsca, to msgsnd() natychmiast kończy się pomyślnie. (Pojemność kolejki określona jest w polu msg_qbytes struktury danych stowarzyszonej z kolejką. Podczas tworzenia kolejki polu temu jest przypisywana wartość początkowa wynosząca MSGMNB bajtów, lecz ograniczenie to może zostać zmienione za pomocą msgctl(2)). Kolejka komunikatów jest uważana za pełną w jednym z następujących przypadków:

•   Dodanie nowego komunikatu do kolejki spowoduje, że suma bajtów w kolejki przekroczy maksymalny rozmiar kolejki (pole msg_qbytes).

•   Dodanie kolejnego komunikatu do kolejki spowoduje, że całkowita liczba komunikatów w kolejce przekroczy maksymalny rozmiar kolejki (pole msg_qbytes). To sprawdzenie jest konieczne aby zapobiec umieszczaniu w kolejce nieograniczonej liczby komunikatów o zerowej długości. Choć takie komunikaty nie zawierają danych, to wciąż zajmują (zablokowaną) pamięć jądra.

Jeśli w kolejce obecna jest niewystarczająca ilość wolnego miejsca, to domyślne zachowaniem msgsnd() jest blokada do momentu uzyskania wolnej przestrzeni. Jeśli w msgflg określono IPC_NOWAIT, to zamiast tego wywołanie zwróci błąd EAGAIN.

Wstrzymane wywołanie msgsnd() może się także nie powieść, jeżeli:

•   kolejka zostanie usunięta z systemu - w tym przypadku wywołanie systemowe zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EIDRM;

•   zostanie przechwycony sygnał - wtedy wywołanie to powoduje przypisanie zmiennej errno wartości EINTR; patrz signal(7) (msgsnd() po przerwaniu przez obsługę sygnału nie jest nigdy automatycznie restartowane, niezależnie od ustawienia znacznika SA_RESTART podanego podczas ustanawiania funkcji obsługi sygnału).

Jeśli operacja zakończy się pomyślnie, to struktura danych opisująca kolejkę zostanie zmodyfikowana w następujący sposób:

•   msg_lspid przypisany zostanie identyfikator procesu wykonującego tę operację.

•   msg_qnum zostanie zwiększone o 1.

•   msg_stime zostanie przypisany bieżący czas.

  msgrcv()
Wywołanie systemowe msgrcv usuwa komunikat z kolejki określonej przez msqid i umieszcza go w buforze wskazywanym przez parametr msgp.

Parametr msgsz określa maksymalny rozmiar w bajtach pola mtext struktury wskazywanej przez parametr msgp. Jeśli dane komunikatu zajmują więcej bajtów niż msgsz, to wynik zależy od tego, czy w msgflg przekazano znacznik MSG_NOERROR. Jeżeli podano MSG_NOERROR, to tekst komunikatu zostanie obcięty (obcięta część zostanie utracona); jeżeli MSG_NOERROR nie występuje, to komunikat nie jest usuwany z kolejki, a wywołanie systemowe kończy się błędem, zwracając wartość -1 i ustawiając errno na E2BIG.

Jeżeli podano MSG_COPY w msgflg (zob. poniżej), parametr msgtyp określa rodzaj komunikatu w następujący sposób:

•   Jeśli msgtyp jest równy 0, to czytany jest pierwszy komunikat z kolejki.

•   Jeśli msgtyp ma wartość większą niż 0, to z kolejki odczytywany jest pierwszy komunikat o typie msgtyp, chyba że w parametrze msgflg zostanie ustawiony znacznik MSG_EXCEPT, co spowoduje, że z kolejki zostanie odczytany pierwszy komunikat o typie różnym od msgtyp.

•   Jeśli msgtyp ma wartość mniejszą niż 0, to z kolejki zostanie odczytany pierwszy komunikat o najniższym numerze typu, mniejszym lub równym wartości bezwzględnej msgtyp.

Parametr msgflg jest maską bitową, utworzoną jako alternatywa (OR) zera lub więcej następujących znaczników:

IPC_NOWAIT
    Nie wstrzymuje pracy procesu, jeśli w kolejce nie ma komunikatów odpowiedniego typu. Wywołanie systemowe zwróci wówczas błąd, przypisując zmiennej errno wartość ENOMSG.

MSG_COPY (od Linuksa 3.8)
    Nieniszcząco pobiera kopię komunikatu na pozycji porządkowej w kolejce, określonej przez msgtyp (komunikaty są rozważane jako numerowane od 0).

    Ten znacznik należy podać w połączeniu z IPC_NOWAIT, co skutkuje tym, że jeśli w danej pozycji nie ma dostępnego komunikatu, to wywołanie natychmiast zwraca błąd ENOMSG. Ponieważ zmienia to znaczenie msgtyp w różny sposób, MSG_COPY i MSG_EXCEPT nie mogą być podane równocześnie w msgflg.

    Znacznik MSG_COPY został dodany dla zaimplementowania w jądrze funkcji przywracania do punktu kontrolnego (checkpoint-restore) i jest dostępny wyłącznie wtedy, jeśli jądro zbudowano z opcją CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE.

MSG_EXCEPT
    Użyte z parametrem msgtyp większym od 0, spowoduje odczytanie z kolejki pierwszego komunikatu o typie różnym od msgtyp.

MSG_NOERROR
    Spowoduje obcięcie komunikatu, jeśli jego dane są dłuższe niż msgsz bajtów.

Jeśli w kolejce nie ma komunikatu spełniającego te warunki, a znacznik IPC_NOWAIT nie został ustawiony w msgflg, to proces zostanie wstrzymany, dopóki nie nastąpi jedno z poniższych zdarzeń:

•   Komunikat odpowiedniego typu zostanie umieszczony w kolejce.

•   Kolejka zostanie usunięta z systemu. W tym przypadku wywołanie systemowe zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EIDRM.

•   Proces wywołujący przechwyci sygnał. W takim przypadku wywołanie systemowe kończy się niepowodzeniem, ustawiając errno na EINTR. (msgrcv() po przerwaniu przez obsługę sygnału nie jest nigdy automatycznie restartowane, niezależnie od ustawienia znacznika SA_RESTART podczas ustanawiania funkcji obsługi sygnału).

Jeśli operacja zakończy się pomyślnie, to struktura danych opisująca kolejkę zostanie zmodyfikowana w następujący sposób:

    msg_lrpid przyjmie wartość równą identyfikatorowi wołającego procesu

    msg_qnum zostanie zmniejszone o 1.

    msg_rtime zostanie przypisany bieżący czas.

WARTOŚĆ ZWRACANA
W przypadku powodzenia, msgsnd() zwróci 0, a msgrvc() zwróci liczbę bajtów skopiowanych z kolejki do tablicy mtext. W przypadku błędu, obydwie funkcje zwrócą -1 i ustawią errno, wskazując błąd.

BŁĘDY
msgsnd() może zawieść z powodu następujących błędów:

EACCES
    Proces wywołujący nie ma prawa do zapisu kolejki komunikatów, ani nie ma przywileju CAP_IPC_OWNER (ang. capability) w przestrzeni nazw użytkownika, która zarządza jego przestrzenią nazw IPC.

EAGAIN
    Komunikat nie może zostać wysłany z powodu ograniczenia msg_qbytes dotyczącego kolejki, a nie przekazano znacznika IPC_NOWAIT w parametrze mgsflg.

EFAULT
    Adres wskazywany przez msgp jest niedostępny.

EIDRM
    Kolejka komunikatów została usunięta.

EINTR
    Podczas oczekiwania na zwolnienie miejsca w kolejce, proces przechwycił sygnał.

EINVAL
    Niewłaściwa wartość msqid, mtype (powinna być dodatnia) lub msgsz (powinna być większa lub równa 0 i mniejsza lub równa MSGMAX).

ENOMEM
    Brak w systemie pamięci na skopiowanie komunikatu wskazywanego przez msgp.

msgrcv() może zawieść z powodu następujących błędów:

E2BIG
    Tekst komunikatu jest dłuższy niż msgsz i nie ustawiono znacznika MSG_NOERROR w parametrze msgflg.

EACCES
    Proces wywołujący nie ma prawa do odczytu kolejki komunikatów, ani nie ma przywileju CAP_IPC_OWNER (ang. capability) w przestrzeni nazw użytkownika, która zarządza jego przestrzenią nazw IPC.

EFAULT
    Adres wskazywany przez msgp jest niedostępny.

EIDRM
    Proces oczekiwał na komunikat, ale w międzyczasie kolejka została usunięta.

EINTR
    Proces przechwycił sygnał podczas oczekiwania na odebranie komunikatu; patrz signal(7).

EINVAL
    msqid był niepoprawny lub msgsz był mniejszy od 0.

EINVAL (od Linuksa 3.14)
    msgflg określono jako MSG_COPY, ale nie IPC_NOWAIT.

EINVAL (od Linuksa 3.14)
    msgflg określono jako MSG_COPY i MSG_EXCEPT.

ENOMSG
    Znacznik IPC_NOWAIT został przekazany w msgflg, ale w kolejce nie ma komunikatu żądanego typu.

ENOMSG
    IPC_NOWAIT i MSG_COPY zostały określone w msgflg, a kolejka zawiera mniej niż msgtyp komunikatów.

ENOSYS (od Linuksa 3.8)
    W msgflg określono MSG_COPY i IPC_NOWAIT, a jądro zostało skonfigurowane bez opcji CONFIG_CHECKPOINT_RESTORE.

STANDARDY
POSIX.1-2024 XSI.

Znaczniki MSG_EXCEPT i MSG_COPY są charakterystyczne dla Linuksa, ich definicje można pobrać przez zdefiniowane makra testującego funkcje _GNU_SOURCE.

HISTORIA
SVr4, SUSv1, POSIX.1-2001 XSI.

Parametr msgp jest deklarowany jako struct msgbuf * w glibc 2.0 i glibc 2.1. W glibc 2.2 i późniejszych jest deklarowany jako void *, zgodnie z wymaganiami SUSv2 i SUSv3.

UWAGI
Wywołania msgsnd() dotyczą następujące ograniczenia systemowe:

MSGMAX
    Maksymalny rozmiar tekstu komunikatu, w bajtach: (domyślna wartość: 8192 bajty). Pod Linuksem ten limit można odczytać i modyfikować, używając pliku /proc/sys/kernel/msgmax.

MSGMNB
    Maksymalna liczba bajtów, która może być przechowywana w kolejce komunikatów (domyślna wartość: 16384 bajtów). Pod Linuksem można ten limit odczytać i zmienić, używając pliku /proc/sys/kernel/msgmnb. Proces uprzywilejowany (w Linuksie: proces z przywilejem CAP_SYS_RESOURCE) może zwiększyć rozmiar kolejki komunikatów poza MSGMNB za pomocą operacji IPC_SET msgctl(2).

W tej implementacji nie ma jawnego systemowego ograniczenia liczby komunikatów przechowywanych w kolejce (MSGTQL) i na rozmiar obszaru (w bajtach) przeznaczonego na komunikaty (MSGPOOL).

USTERKI
W Linuksie 3.13 i wcześniejszych, jeśli msgrcv() było wywołane ze znacznikiem MSG_COPY, lecz bez IPC_NOWAIT, a kolejka komunikatów zawierała mniej niż msgtyp komunikatów, to wywołanie było zablokowane aż do zapisania kolejnego komunikatu do kolejki. W tym momencie wywołanie zwracało kopię komunikatu bez względu na to czy komunikat był w pozycji msgtyp. Błąd ten został naprawiony w jądrze Linux 3.14.

Podanie zarówno w msgflg zarówno MSG_COPY jak i MSC_EXCEPT jest błędem logicznym (ponieważ oba te znaczniki wymagają innej interpretacji msgtyp). W Linuksie 3.13 i wcześniejszych, błąd ten nie był diagnozowany przez msgsrv(). Zostało to naprawione w jądrze Linux 3.14.

PRZYKŁADY
Program poniżej demonstruje użycie msgsnd() i msgrcv().

Przykładowy program jest początkowo uruchomiony z opcją -s, aby wysłać komunikat, a następnie ponownie z opcją -r, aby otrzymać komunikat.

Poniższa sesja powłoki pokazuje przykładowy przebieg programu:

    $ ./a.out -s
    wysłano: a message at Wed Mar  4 16:25:45 2015

$ ./a.out -r
komunikat otrzymano: a message at Wed Mar  4 16:25:45 2015

  Kod źródłowy programu
    #include <errno.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <time.h>
    #include <unistd.h>

    struct msgbuf {
        long mtype;
        char mtext[80];
    };

    static void
    usage(char *prog_name, char *msg)
    {
        if (msg != NULL)
            fputs(msg, stderr);

        fprintf(stderr, "Użycie: %s [opcje]\n", nazwa_prog);
        fprintf(stderr, "Opcje:\n");
        fprintf(stderr, "-s        wysyła komunikat przez msgsnd()\n");
        fprintf(stderr, "-r        odczytuje komunikat przez msgrcv()\n");
        fprintf(stderr, "-t        typ komunikatu (domyślnie: 1)\n");
        fprintf(stderr, "-k        klucz kolejki komunikatu (domyślnie: 1234)\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    static void
    send_msg(int qid, int msgtype)
    {
        time_t         t;
        struct msgbuf  msg;

        msg.mtype = msgtype;

        time(&t);
        snprintf(msg.mtext, sizeof(msg.mtext), "wiadomość o %s",
                 ctime(&t));

        if (msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg.mtext),
                   IPC_NOWAIT) == -1)
        {
            perror("błąd msgsnd");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("wysłano: %s\n", msg.mtext);
    }

    static void
    get_msg(int qid, int msgtype)
    {
        struct msgbuf msg;

        if (msgrcv(qid, &msg, sizeof(msg.mtext), msgtype,
                   MSG_NOERROR | IPC_NOWAIT) == -1) {
            if (errno != ENOMSG) {
                perror("msgrcv");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            printf("Brak komunikatu dostępnego dla msgrcv()\n");
        } else {
            printf("komunikat otrzymano: %s\n", msg.mtext);
        }
    }

    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        int  qid, opt;
        int  mode = 0;               /* 1 = wysłanie, 2 = otrzymanie */
        int  msgtype = 1;
        int  msgkey = 1234;

        while ((opt = getopt(argc, argv, "srt:k:")) != -1) {
            switch (opt) {
            case 's':
                mode = 1;
                break;
            case 'r':
                mode = 2;
                break;
            case 't':
                msgtype = atoi(optarg);
                if (msgtype <= 0)
                    usage(argv[0], "opcja -t musi być większa od 0\n");
                break;
            case 'k':
                msgkey = atoi(optarg);
                break;
            default:
                usage(argv[0], "Nierozpoznana opcja\n");
            }
        }

        if (mode == 0)
            usage(argv[0], "musi być opcją -s albo -r\n");

        qid = msgget(msgkey, IPC_CREAT | 0666);

        if (qid == -1) {
            perror("msgget");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        if (mode == 2)
            get_msg(qid, msgtype);
        else
            send_msg(qid, msgtype);

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

ZOBACZ TAKŻE
msgctl(2), msgget(2), capabilities(7), mq_overview(7), sysvipc(7)

TŁUMACZENIE
Tłumaczenie niniejszej strony podręcznika: Rafał Lewczuk <R.Lewczuk@elka.pw.edu.p>, Andrzej Krzysztofowicz <ankry@green.mf.pg.gda.pl>, Robert Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach <michal.kulach@gmail.com>

Niniejsze tłumaczenie jest wolną dokumentacją. Bliższe informacje o warunkach licencji można uzyskać zapoznając się z GNU General Public License w wersji 3 (https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html) lub nowszej. Nie przyjmuje się ŻADNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI.

Błędy w tłumaczeniu strony podręcznika prosimy zgłaszać na adres listy dyskusyjnej manpages-pl-list@lists.sourceforge.net.