Здесь также указано, какие формы IPC содержатся в стандарте Posix.1 1996 года и какие были включены в стандарт Unix 98. Об обоих этих стандартах более подробно рассказано в разделе 1.7. Для сравнения мы включили в эту таблицу три типа сокетов, которые подробно описаны в [24]. Обратите внимание, что интерфейс сокетов (Application Program Interface — API) стандартизируется рабочей группой Posix.1g и должен в будущем стать частью стандарта Posix.1.
Хотя стандарт Posix. 1 и дает возможность использования семафоров, их поддержка не является обязательной для производителей. В табл. 1.3 сведены функции, описанные в стандартах Posix.1 и Unix 98. Каждая функция может быть обязательной (mandatory), неопределенной (not defined) или необязательной (дополнительной — optional). Для необязательных функций мы указываем имя константы (например, _POSIX_THREADS), которая будет определена (обычно в заголовочном файле <unistd.h>), если эта функция поддерживается. Обратите внимание, что Unix 98 содержит в себе Posix.1 в качестве подмножества.
Таблица 1.3. Доступность различных форм IPC
Тип IPC Posix.1 1996 Unix 98 Программный канал Обязателен Обязателен FIFO Обязателен Обязателен Взаимное исключение Posix _POSIX_THREADS Обязателен Условная переменная Posix _POSIX_THREADS Обязателен Взаимные исключения и условные переменные между процессами _POSIX_THREADS_PROCESS_SHARED Обязателен Блокировка чтения-записи Posix (He определен) Обязателен Блокировка записей fcntl Обязателен Обязателен Очередь сообщений Posix _POSIX_MESSAGE_PASSING _XOPEN_REALTIME Семафоры Posix _POSIX_SEMAPHORES_ _XOPEN_REALTIME Память с общим доступом Posix _POSIX_SHARED_MEMORY_OBJECTS _XOPEN_REALTIME Очередь сообщений System V (He определен) Обязателен Семафор System V (He определен) Обязателен Память с общим доступом System V (He определен) Обязателен Двери (doors) (He определен) (Не определен) Удаленный вызов процедур Sun (He определен) (Не определен) Отображение памяти mmap _POSIX_MAPPED_FILES или POSIX_SHARED_MEMORY_OBJECTS Обязателен Сигналы реального времени (realtime signals) _POSIX_REALTIME_SIGNALS _XOPEN_REALTIME
1.5. Действие команд fork, exec и exit на объекты IPC
Нам нужно достичь понимания действия функций fork, exec и _exit на различные формы IPC, которые мы обсуждаем (последняя из перечисленных функций вызывается функцией exit). Информация по этому вопросу сведена в табл. 1.4.
Большинство функций описаны далее в тексте книги, но здесь нужно сделать несколько замечаний. Во-первых, вызов fork из многопоточного процесса (multithreaded process) приводит к беспорядку в безымянных переменных синхронизации (взаимных исключениях, условных переменных, блокировках и семафорах, хранящихся в памяти). Раздел 6.1 книги [3] содержит необходимые детали. Мы просто отметим в добавление к таблице, что если эти переменные хранятся в памяти с общим доступом и создаются с атрибутом общего доступа для процессов, они будут доступны любому процессу, который может обращаться к этой области памяти. Во-вторых, три формы IPC System V не могут быть открыты или закрыты. Из листинга 6.6 и упражнений 11.1 и 14.1 видно, что все, что нужно знать, чтобы получить доступ к этим трем формам IPC, — это идентификатор. Поэтому они доступны всем процессам, которым известен этот идентификатор, хотя для семафоров и памяти с общим доступом требуется некая особая обработка.
Таблица 1.4. Действие fork, exec и _exit на IPC
Тип IPC fork exec _exit Неименованные и именованные каналы Порожденный процесс получает копии всех дескрипторов родительского процесса Все открытые дескрипторы остаются открытыми, если для них не установлен бит FD_CLOEXEC Все открытые дескрипторы закрываются, данные из программного канала и FIFO удаляются после последнего закрытия Очереди сообщений Posix Порожденный процесс получает копии всех открытых родительских процессов Все открытые дескрипторы очередей сообщений закрываются Все открытые дескрипторы очередей сообщений закрываются Очереди сообщений System V Не действует Не действует Не действует Взаимные исключения и условные переменные Posix Общий доступ, если используется разделяемая память с атрибутом разделения между процессами Исчезает, если не хранится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Исчезает, если не находится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Блокировки чтения-записи Posix Общий доступ, если используется память с общим доступом и атрибутом разделения между процессами Исчезает, если не хранится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Исчезает, если не хранится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Семафоры Posix, хранящиеся в памяти Общий доступ, если используется память с общим доступом и атрибутом разделения между процессами Исчезает, если не хранится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Исчезает, если не хранится в разделяемой памяти, которая остается открытой и имеет атрибут разделения Именованные семафоры Posix Все открытые в родительском процессе остаются открытыми в порожденном Все открытые закрываются Все открытые закрываются Семафоры System V Все значения semadj в порожденном процессе устанавливаются в 0 Все значения semadj передаются новой программе Все значения semadj добавляются к значению соответствующего семафора Блокировка записей fcntl Блокировки в родительском процессе не наследуются порожденным процессом Блокировки не изменяются до тех пор, пока не закроется дескриптор Все несброшенные блокировки, установленные процессом, снимаются Отображение памяти Отображения памяти родительского процесса сохраняются в порожденном Отображения памяти сбрасываются (unmap) Отображения памяти сбрасываются Разделяемая память Posix Отображения памяти родительского процесса сохраняются в порожденном Отображения памяти сбрасываются Отображения памяти сбрасываются Разделяемая память System V Присоединенные сегменты разделяемой памяти остаются присоединенными в порожденном процессе Присоединенные сегменты разделяемой памяти отсоединяются Присоединенные сегменты разделяемой памяти отсоединяются Двери (doors) Порожденный процесс получает копии всех открытых дескрипторов родительского процесса, но только родительский процесс является сервером при активизации дверей через дескрипторы Все дескрипторы дверей должны быть закрыты, потому что они создаются с установленным битом FD_CLOEXEC Все открытые дескрипторы закрываются
1.6. Обработка ошибок: функции-обертки