Laboratorio Sistemi Operativi: Code di Messaggi
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Questions and Answers

Qual è la funzione di shmctl nel contesto della memoria condivisa?

  • Modifica i permessi dell'oggetto IPC. (correct)
  • Invia segnali agli altri processi che utilizzano la memoria condivisa.
  • Copia i dati dalla memoria condivisa all'utente.
  • Imposta un nuovo owner ID per il segmento di memoria.

Quale campo della struttura shmid_ds viene utilizzato per modificare l'owner ID?

  • shm_perm.key
  • shm_perm.uid (correct)
  • shm_perm.gid
  • shm_perm.mode

Quali categorie di permessi sono presenti nella sottostruttura ipc_perm?

  • Read, Write, Execute
  • Admin, User, Guest
  • System, Application, User
  • Owner, Group, Other (correct)

Qual è l'uso principale dei comandi ipcs e ipcrm?

<p>Ottenere e gestire informazioni sugli oggetti IPC. (B)</p> Signup and view all the answers

Come vengono inizializzati i permessi in un oggetto IPC?

<p>Utilizzando i 9 bit più bassi specificati nei flag della syscall get. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale costante rappresenta il permesso di scrittura per l'utente?

<p>S_IWUSR (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede se un processo specifica IPC_EXCL e l'oggetto IPC esiste già?

<p>Si verifica un errore EEXIST. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti combinazioni di permessi connette un oggetto con tutti i diritti possibili per l'utente?

<p>S_IRWXU (D)</p> Signup and view all the answers

In quale situazione viene utilizzata la costante IPC_CREAT?

<p>Quando si crea un nuovo oggetto IPC se non esiste. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il valore simbolico per la lettura per gli altri?

<p>S_IROTH (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il permesso di esecuzione per il gruppo?

<p>S_IXGRP (C)</p> Signup and view all the answers

Quale costante combinata rappresenta tutti i diritti di accesso per il gruppo?

<p>S_IRWXG (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa deve specificare un processo per ottenere lo stesso identificatore IPC?

<p>La stessa chiave utilizzata da un altro processo. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo del numero i-node nella generazione della chiave con ftok()?

<p>Generare una chiave unica a partire dallo stesso file. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale di queste asserzioni riguarda l'argomento proj nella funzione ftok()?

<p>Permette di creare più chiavi dallo stesso file. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la struttura dati ipc_perm in relazione agli oggetti IPC?

<p>Memorizza informazioni di autorizzazione e proprietà degli oggetti IPC. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale syscall deve essere utilizzata per ottenere una copia della struttura ipc_perm?

<p>msgctl (D)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade se un file viene rimosso e ricreato mentre un'applicazione è in esecuzione?

<p>La generazione della chiave potrebbe risultare errata. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla struttura shmid_ds?

<p>Immagazzina informazioni relative agli oggetti IPC. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il risultato di chiamare ipc_perm con l'operazione IPC_SET?

<p>Modifica gli elementi della struttura dati associati all'oggetto IPC. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale modalità non fa parte della struttura ipc_perm?

<p>int shared_memory (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della chiamata di sistema shmctl con IPC_RMID?

<p>Cancellare un oggetto IPC (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa accade alla memoria condivisa quando viene emessa la chiamata shmctl con IPC_RMID?

<p>Rimane fino a quando non è staccata da tutti i processi (B)</p> Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive correttamente la persistenza degli oggetti IPC?

<p>Vengono mantenuti finché non vengono esplicitamente cancellati (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è uno degli svantaggi della persistenza degli oggetti IPC?

<p>Essi possono accumularsi e raggiungere il limite di sistema (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede a un oggetto IPC se un processo lo cancella mentre altri processi lo stanno ancora utilizzando?

<p>L'oggetto resta attivo fino a quando non è staccato da tutti (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica principale degli oggetti IPC in termini di connessione?

<p>Sono connectionless e il kernel non traccia i processi (B)</p> Signup and view all the answers

Quale operazione di controllo è comune a tutti i meccanismi di IPC?

<p>IPC_RMID (A)</p> Signup and view all the answers

Che effetto ha la cancellazione degli oggetti IPC rispetto all'informazione contenuta in essi?

<p>L'informazione viene distrutta immediatamente (D)</p> Signup and view all the answers

Quale comando viene utilizzato per cancellare un oggetto IPC?

<p>ipcrm -X key (B)</p> Signup and view all the answers

Cosa visualizza il comando ipcs per i semafori?

<p>Il numero totale di semafori nel gruppo (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è il comportamento predefinito del comando ipcs su Linux riguardo ai permessi?

<p>Mostra gli oggetti solo se ci sono permessi di lettura (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti informazioni non viene visualizzata da ipcs per la memoria condivisa?

<p>Numero totale di messaggi nella coda (C)</p> Signup and view all the answers

Quali sono i parametri che possono essere utilizzati con il comando ipcrm?

<p>-X e -x (C)</p> Signup and view all the answers

Quale informazione viene visualizzata per le code di messaggi tramite ipcs?

<p>Numero totale di messaggi e byte utilizzati (A)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti comandi non è corretto per l'uso di ipcrm?

<p>ipcrm -R key (B)</p> Signup and view all the answers

Quale informazione non è data da ipcs riguardo agli oggetti IPC?

<p>Lo stato dei processi collegati (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica distintiva delle code di messaggi rispetto a pipe e FIFO?

<p>Ogni messaggio contiene un identificatore intero. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale funzione viene utilizzata per creare o aprire una coda di messaggi?

<p>msgget() (D)</p> Signup and view all the answers

Quale argomento della funzione msgget() serve per definire i permessi della coda di messaggi?

<p>msgflg (D)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla comunicazione delle code di messaggi?

<p>Un lettore riceve messaggi interi scritti dallo scrittore. (B)</p> Signup and view all the answers

Che cosa viene restituito dalla funzione msgget() in caso di successo?

<p>Un identificatore della coda di messaggi (B)</p> Signup and view all the answers

In che ordine vengono prelevati i messaggi da una coda di messaggi?

<p>First-in, first-out o per tipo (A)</p> Signup and view all the answers

Quale dei seguenti metodi può essere utilizzato per generare una chiave per msgget()?

<p>IPC_PRIVATE (A)</p> Signup and view all the answers

Quale opzione descrive correttamente il comportamento delle code di messaggi?

<p>Ogni messaggio deve essere inviato come un pacchetto atomico. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Permessi di accesso (flags)

Valori numerici che specificano i permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per un oggetto (file, IPC).

S_IRUSR, S_IWUSR, S_IXUSR

Costanti che definiscono i permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per l'utente proprietario di un oggetto.

S_IRGRP, S_IWGRP, S_IXGRP

Costanti che definiscono i permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per il gruppo associato all'oggetto.

S_IROTH, S_IWOTH, S_IXOTH

Costanti che definiscono i permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per altri utenti (non proprietari né appartenenti al gruppo).

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msgget(key, flags)

Funzione per creare o recuperare un oggetto IPC (Inter-Process Communication).

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IPC_CREAT

Flag che permette a msgget di creare un nuovo oggetto IPC se non esiste.

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IPC_EXCL

Flag che fa fallire msgget se l'oggetto IPC corrispondente alla key esiste già.

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Identificatore IPC

Numero univoco assegnato a un oggetto IPC per identificarlo a processi diversi.

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Cancellazione IPC

Operazione che rimuove un oggetto Inter-Process Communication (IPC).

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shmctl(id, IPC_RMID, NULL)

System call per rimuovere un segmento di memoria condivisa (shared memory).

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IPC_RMID

Operazione generica di controllo per la cancellazione di oggetti IPC.

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Persistenza oggetti IPC

Gli oggetti IPC continuano ad esistere finché non vengono cancellati o il sistema spento.

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Cancellazione code messaggi/semafori

Cancellazione immediata, distrutte tutte le informazioni.

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Cancellazione memoria condivisa

Rimozione del segmento di memoria solo dopo che tutti i processi lo rilasciano.

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Oggetti IPC connectionless

Il kernel non tiene traccia dei processi che hanno un oggetto aperto.

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Limiti oggetti IPC

Esistono limiti sul numero massimo di oggetti IPC di ogni tipo.

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ipcs

Un comando per visualizzare informazioni sugli oggetti di comunicazione inter-processi (IPC) come memoria condivisa, semafori e code di messaggi.

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IPC

Comunicazione inter-processi (IPC). Un meccanismo che permette a processi diversi di comunicare e condividere dati.

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Memoria condivisa

Un meccanismo che permette a più processi di accedere alla stessa regione di memoria.

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Semaforo

Un meccanismo di sincronizzazione che controlla l'accesso a risorse condivise, assicurando la corretta sincronizzazione tra i processi.

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Coda di messaggi

Un meccanismo di comunicazione che permette di scambiare messaggi tra processi.

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key

Un valore univoco utilizzato per identificare un oggetto IPC.

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id

Un identificatore numerico assegnato a un oggetto IPC.

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ftok() e key

ftok() è una funzione che genera una chiave (key_t) utilizzata per identificare un oggetto IPC (Inter-Process Communication). La chiave è basata sul numero i-node del file specificato e sul parametro 'progetto' (proj).

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Numero i-node

Il numero i-node è un identificativo univoco assegnato ad ogni file dal sistema operativo. Esso è fondamentale nella generazione della chiave ftok().

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Oggetto IPC

Un oggetto Inter-Process Communication (IPC) permette a processi diversi di comunicare e condividere risorse.

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Argomento proj (ftok)

L'argomento proj nella funzione ftok() consente di creare diverse chiavi per lo stesso file, utile per diversi oggetti IPC dello stesso tipo.

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struct ipc_perm

Struttura dati che il kernel utilizza per memorizzare i permessi di un oggetto IPC.

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shmctl(IPC_STAT)

Sistema call che permette di ottenere una copia della struttura dati dell'oggetto IPC dal kernel.

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shmctl(IPC_SET)

Sistema call per modificare alcuni elementi della struttura dati dell'oggetto IPC.

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msgget() (IPC_CREAT)

Funzione per creare una coda di messaggi (un tipo di oggetto IPC). L'opzione IPC_CREAT indica al sistema di creare la coda se non esiste.

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Caratteristiche delle code di messaggi

Le code di messaggi differiscono da pipe e FIFO perché ogni messaggio è un'entità intera, non è possibile leggere porzioni di messaggi e la lettura avviene in ordine first-in, first-out o per messaggio di tipo.

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Come si crea o si apre una coda di messaggi?

La funzione msgget(key, msgflg) crea o apre una coda di messaggi. La chiave è un identificatore univoco generato con ftok(), IPC_PRIVATE o un numero casuale.

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Cosa sono key e msgflg in msgget()?

Key identifica la coda di messaggi, mentre msgflg specifica i permessi di accesso e il comportamento in caso di codice già esistente.

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Cosa restituisce msgget()?

Ritorna un identificatore univoco (ID) della coda di messaggi se va a buon fine, -1 in caso di errore.

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Cosa è msgflg?

È una maschera di bit che specifica i permessi di accesso alla coda di messaggi. Permette di creare una nuova coda, verificare i permessi o entrambe le cose.

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Che tipo di comunicazione è quella per messaggi?

La comunicazione è di tipo 'message-oriented'

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Come si possono ricevere i messaggi dalla coda?

I messaggi possono essere ricevuti in ordine first-in, first-out oppure per tipo.

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ipc_perm

Questa è una struttura dati che contiene le informazioni sui permessi per un oggetto di comunicazione inter-processo (IPC). Questo include i permessi per l'owner, il gruppo e gli altri utenti.

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Come modificare i permessi di un oggetto IPC?

I permessi possono essere modificati tramite la funzione shmctl(id, IPC_SET, &shmds). Il campo mode della struttura shmds contiene i permessi che desideriamo modificare.

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Cosa fanno i comandi ipcs e ipcrm?

ipcs fornisce informazioni sugli oggetti IPC nel sistema, simile al comando ls per i file. ipcrm elimina gli oggetti IPC, come il comando rm per i file.

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Quali sono i tre livelli di permessi per gli oggetti IPC?

I permessi degli oggetti IPC sono organizzati in tre categorie: owner (proprietario), group (gruppo) e other (altri). Ogni categoria ha le proprie impostazioni di lettura, scrittura ed esecuzione.

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Study Notes

Laboratorio di Sistemi Operativi - Code di Messaggi

  • Il materiale della lezione è tratto da appunti precedenti del Prof. Gunetti, dal libro "The Linux Programming Interface" e da "Advanced Programming in the UNIX Environment".
  • I libri citati sono:
    • Michael Kerrisk, "The Linux Programming Interface", 2010.
    • W. Richard Stevens e Stephen A. Rago, "Advanced Programming in the UNIX Environment", 2005.

Argomenti del Laboratorio UNIX

  • Introduzione a UNIX
  • Integrazione C: operatori bitwise, precedenze, preprocessore, impacchettamento del codice, compilazione condizionale e utility make.
  • Controllo dei processi
  • Segnali
  • Pipe e FIFO
  • Code di messaggi
  • Memoria condivisa
  • Semafori
  • Introduzione alla programmazione bash

System V IPC: Message Queues

  • System V IPC è un'etichetta che si riferisce a tre meccanismi di comunicazione inter-processi (IPC): code di messaggi.
  • Le code di messaggi sono simili alle pipe, ma hanno due differenze chiave:
    • I messaggi sono delimitati, permettendo un'interazione basata su messaggi completi e non su flussi di byte.
    • Ogni messaggio contiene un membro type di tipo intero, consentendo la selezione dei messaggi in base al loro tipo e non solo all'ordine di invio.

System V IPC: Semafori

  • I semafori permettono a molteplici processi di sincronizzare le loro azioni.
  • Un semaforo è un valore intero gestito dal kernel, visibile a tutti i processi con i permessi necessari.
  • I processi modificano il valore del semaforo per indicare azioni eseguite.

System V IPC: Memoria Condivisa

  • La memoria condivisa consente a molteplici processi di condividere lo stesso segmento di memoria.
  • L'accesso alla memoria utente è veloce, rendendo la memoria condivisa uno degli strumenti IPC più veloci.
  • Le modifiche apportate da un processo alla memoria condivisa sono immediatamente visibili agli altri processi che la condividono.

Creazione/Apertura degli Oggetti IPC

  • Ogni meccanismo IPC di System V ha una system call (msgget, semget, shmget) corrispondente alla system call open per i file.
  • Una chiamata get accetta una key intera, che crea un nuovo oggetto, oppure restituisce l'identificatore di un oggetto esistente

Creazione/Apertura Oggetti IPC - dettagli

  • La chiamata get riceve una key e crea/restituisce l'ID dell'oggetto IPC.
  • Se richiesto, crea un nuovo oggetto con questa key.
  • Se l'oggetto esiste, restituisce il suo ID.

Cancellazione degli Oggetti IPC

  • La chiamata shmctl (e analoghe per le altre classi di oggetti) gestisce le operazioni di controllo sugli oggetti IPC.
  • IPC_RMID è utilizzata per cancellare un oggetto IPC.

Cancellazione e Persistenza degli Oggetti IPC

  • La cancellazione di code di messaggi e semafori è immediata.
  • La cancellazione di oggetti legati alla memoria condivisa avviene solo dopo che tutti i processi hanno terminato l'utilizzo del segmento di memoria.

IPC Keys

  • Le chiavi IPC in System V sono valori interi (tipo key_t).
  • La chiamata get mappa una chiave (key) ad un identificatore IPC intero.
  • La chiamate garantiscono che un nuovo oggetto IPC ha un ID unico e se un oggetto esiste, un'altra chiamata a get sulla stessa key restituirà lo stesso identificatore.

Generazione di Chiavi con ftok()

  • La funzione ftok genera una chiave (key) a partire da un pathname e un progetto (proj).
  • ftok utilizza il numero i-node del file per generare la chiave e non il nome del file.

Permessi degli Oggetti IPC

  • Ogni istanza di un oggetto IPC ha una struttura dati gestita dal kernel.
  • Questa struttura dati contiene i permessi per l'oggetto (utente proprietario, gruppo, altri)

Comandi ipcs e ipcrm

  • I comandi ipcs e ipcrm sono analogo a ls e rm sui file, ma per gli oggetti IPC.
  • ipcs visualizza le code di messaggi, le aree di memoria condivisa, e i semafori disponibili.
  • ipcrm permette di rimuovere gli oggetti IPC.

Code di Messaggi

  • Le code di messaggi sono canali di comunicazione tra processi, simili a pipe e FIFO.

Creazione e Apertura di una Coda di Messaggi

  • La chiamata system call msgget crea o restituisce l'identificatore di una coda di messaggi.
  • Utilizza una key e flag come IPC_PRIVATE o IPC_CREAT per operare.

Operazioni sulle Code di Messaggi

  • La chiamata msgsnd scrive messaggi in una coda.
  • La chiamata msgrcv legge messaggi da una coda.
  • Entrambi utilizzano una struttura msg con un campo di tipo e un campo dati.

Utilizzo di msgtyp

  • msgtyp permette di selezionare messaggi specifici.
  • Se msgtyp è = 0, la coda restituisce il primo; se è > 0, trova il primo con quel valore.

Utilizzo di msgtyp (Priorità)

  • Se msgtyp<0, la coda è gestita come una coda con priorità, e i messaggi con il valore assoluto più basso di msgtyp saranno restituiti per primi.

Controllo delle Code di Messaggi

  • La chiamata msgctl gestisce le operazioni sulle code di messaggi.
  • IPC_RMID per rimuovere una coda.
  • IPC_STAT per ottenere informazioni su una coda.
  • IPC_SET per modificare le proprietà di una coda.

Client Server con le Code di Messaggi

  • Due approcci per gli scambi client-server:
    • Una singola coda di messaggi per scambiare nella stessa direzione (per piccoli messaggi).
    • Code separate per il client e il server (adatti per messaggi più grandi).

Utilizzo di una Coda per ogni Cliente

  • L'utilizzo di una coda separata per client permette lo scambio di messaggi più grandi e di gestire casi in cui un client si connette ed emette richieste, ma smette involontariamente di elaborare quelle risposte.

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Description

Questo quiz esplora le code di messaggi nell'ambito del laboratorio di Sistemi Operativi. Gli argomenti trattati includono le caratteristiche delle code di messaggi, il controllo dei processi e l'integrazione con C. Basato sui testi di Gunetti, Kerrisk e Stevens, approfondiremo le tecniche di comunicazione inter-processi in UNIX.

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