2014025644 嵌入式程序设计 第七周学习总结

Posted 2020-09-22

嵌入式程序设计 第七周

有名管道

有名管道和无名管道的区别

(1) 无名管道:管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；需要双方通信时，需要建立起两个管道；只能用于父子进程或者兄弟进程之间（具有亲缘关系的进程）。

单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。

数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

#include <unistd.h>

int pipe(int fd[2])

    该函数创建的管道的两端处于一个进程中间，在实际应用中没有太大意义，因此，一个进程在由 pipe()创建管道后，一般再fork一个子进程，然后通过管道实现父子进程间的通信

(2) 有名管道：不同于管道之处在于它提供一个路径名与之关联，以FIFO的文件形式存在于文件系统中。有名管道的创建可以使用函数 mkfifo()，该函数类似文件中的 open()操作，可以指定管道的路径和打开的 模式。

 

有名管道的创建

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char * pathname, mode_t mode)

    该函数的第一个参数是一个普通的路径名，也就是创建后FIFO的名字。第二个参数与打开普通文件的open()函数中的mode 参数相同。如果mkfifo的第一个参数是一个已经存在的路径名时，会返回EEXIST错误，所以一般典型的调用代码首先会检查是否返回该错误，如果确实返回该错误，那么只要调用打开FIFO的函数就可以了。一般文件的I/O函数都可以用于FIFO，如close、read、write等等

mkfifo()函数格式

所需头文件 #include <sys/types.h> ；#include <sys/state.h>

函数原型  int mkfifo(const char *filename,mode_t mode)

函数传入值 filename：要创建的管道

函数传入值 mode：

　　　　　　　　 O_RDONLY：读管道

　　　　　　　　 O_WRONLY：写管道

　　　　　　　　 O_RDWR：读写管道

　　　　　　　　 O_NONBLOCK：非阻塞

函数传入值 mode：

　　　　　　　　 O_CREAT：如果该文件不存在，那么就创建一个新的文件，并用第 三个参数为其设置权限

　　　　　　　　 O_EXCL：如果使用 O_CREAT 时文件存在，那么可返回错误消息。 这一参数可测试文件是否存在

函数返回值 成功：0 出错：?1

FIFO 相关的出错信息

 

消息队列

什么是消息队列

   消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法。  每个数据块都被认为含有一个类型，接收进程可以独立地接收含有不同类型的数据结构。我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。但是消息队列与命名管道一样，每个数据块都有一个最大长度的限制。

   消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这 4 种操作。其中创建 或打开消息队列使用的函数是 msgget()，这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制； 添加消息使用的函数是 msgsnd()函数，它把消息添加到已打开的消息队列末尾；读取消息使用的函数是 msgrcv()，它把消息从消息队列中取走，与 FIFO 不同的是，这里可以指定取走某一条消息；最后控制消 息队列使用的函数是 msgctl()，它可以完成多项功能。

在Linux中使用消息队列

1、msgget函数：该函数用来创建和访问一个消息队列

与其他的IPC机制一样，程序必须提供一个键来命名某个特定的消息队列。msgflg是一个权限标志，表示消息队列的访问权限，它与文件的访问权限一样。msgflg可以与IPC_CREAT做或操作，表示当key所命名的消息队列不存在时创建一个消息队列，如果key所命名的消息队列存在时，IPC_CREAT标志会被忽略，而只返回一个标识符。

 它返回一个以key命名的消息队列的标识符（非零整数），失败时返回-1

2、msgsnd函数：该函数用来把消息添加到消息队列中。

msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。

msg_ptr是一个指向准备发送消息的指针，但是消息的数据结构却有一定的要求，指针msg_ptr所指向的消息结构一定要是以一个长整型成员变量开始的结构体，接收函数将用这个成员来确定消息的类型。

msg_sz是msg_ptr指向的消息的长度，注意是消息的长度，而不是整个结构体的长度，也就是说msg_sz是不包括长整型消息类型成员变量的长度。

msgflg用于控制当前消息队列满或队列消息到达系统范围的限制时将要发生的事情。

如果调用成功，消息数据的一分副本将被放到消息队列中，并返回0，失败时返回-1.

3、msgrcv函数：该函数用来从一个消息队列获取消息

msgid, msg_ptr, msg_st的作用也函数msgsnd函数的一样。

msgtype可以实现一种简单的接收优先级。如果msgtype为0，就获取队列中的第一个消息。如果它的值大于零，将获取具有相同消息类型的第一个信息。如果它小于零，就获取类型等于或小于msgtype的绝对值的第一个消息。

msgflg用于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发生的事情。

调用成功时，该函数返回放到接收缓存区中的字节数，消息被复制到由msg_ptr指向的用户分配的缓存区中，然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1.

4、msgctl函数：该函数用来控制消息队列，它与共享内存的shmctl函数相似

command是将要采取的动作，它可以取3个值，

    IPC_STAT：把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值，即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。

    IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值

    IPC_RMID：删除消息队列

buf是指向msgid_ds结构的指针，它指向消息队列模式和访问权限的结构。

成功时返回0，失败时返回-1.