Man page - mq_overview(7)

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Manual

MQ_OVERVIEW

名 前
説 明
ラ イ ブ ラ リ イ ン タ ー フ ェ ー ス と シ ス テ ム コ ー ル
バ ー ジ ョ ン
カ ー ネ ル の 設 定
持 続 性
リ ン ク
/proc イ ン タ ー フ ェ ー ス
リ ソ ー ス 制 限
メ ッ セ ー ジ キ ュ ー フ ァ イ ル シ ス テ ム の マ ウ ン ト
Linux で の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 の 実 装
IPC 名 前 空 間
注 意
バ グ
例
関 連 項 目
こ の 文 書 に つ い て

名 前

mq_overview - POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の 概 要

説 明

POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー を 使 用 す る と 、 プ ロ セ ス 間 で メ ッ セ ー ジ の 形 で の デ ー タ の や り 取 り を 行 う こ と が で き る 。 こ の API は System V メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の API ( msgget (2), msgsnd (2), msgrcv (2) な ど ) と は 異 な る も の だ が 、 同 様 の 機 能 を 提 供 す る 。

メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の 作 成 と オ ー プ ン は mq_open (3) を 使 っ て 行 う 。 こ の 関 数 は メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 (message queue descriptor) ( mqd_t ) を 返 す 。 こ れ 以 降 の コ ー ル で は 、 オ ー プ ン さ れ た メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 を 使 っ て 参 照 さ れ る 。 各 メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は /somename の 形 の 名 前 で 区 別 す る こ と が で き る 。 そ の 名 前 は 、 最 大 で NAME_MAX (す な わ ち 255) 文 字 の ヌ ル 終 端 さ れ た 文 字 列 で 、 ス ラ ッ シ ュ で 始 ま り 、 ス ラ ッ シ ュ 以 外 の 文 字 が 1 文 字 以 上 続 く 形 式 で あ る 。 mq_open (3) に 同 じ 名 前 を 渡 す こ と で 、 2つ の プ ロ セ ス で 同 一 の キ ュ ー を 操 作 す る こ と が で き る 。

メ ッ セ ー ジ の キ ュ ー へ の 送 受 信 は mq_send (3) と mq_receive (3) を 使 っ て 行 う 。 プ ロ セ ス が キ ュ ー の 使 用 を 終 え る と き に は 、 mq_close (3) を 使 っ て キ ュ ー を ク ロ ー ズ す る 。 キ ュ ー が も は や 不 要 と な っ た 場 合 に は 、 mq_unlink (3) を 使 っ て キ ュ ー を 削 除 で き る 。 キ ュ ー の 属 性 は mq_getattr (3) で 取 得 で き 、 (制 限 は あ る が ) mq_setattr (3) で 変 更 で き る 。 mq_notify (3) を 使 う こ と で 、 空 の キ ュ ー へ の メ ッ セ ー ジ 到 着 を 非 同 期 で 通 知 す る よ う に 要 求 す る こ と も で き る 。

メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 は オ ー プ ン メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 (open message queue description) へ の 参 照 で あ る ( open (2) も 参 照 )。 fork (2) 実 行 後 は 、 子 プ ロ セ ス は 親 プ ロ セ ス の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 の コ ピ ー を 継 承 す る 。 こ れ ら の 記 述 子 は 、 親 プ ロ セ ス の 対 応 す る メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 と 同 じ オ ー プ ン メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 を 参 照 し て い る 。 親 プ ロ セ ス と 子 プ ロ セ ス の 対 応 す る メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 は 、 フ ラ グ ( mq_flags ) を 共 有 す る 。 な ぜ な ら 、 フ ラ グ は オ ー プ ン メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 に 関 連 付 け ら れ て い る か ら で あ る 。

各 メ ッ セ ー ジ に は そ れ ぞ れ 優 先 度 (priority) が あ り 、 メ ッ セ ー ジ の 受 信 プ ロ セ ス へ の 配 送 は 常 に 優 先 度 の 高 い メ ッ セ ー ジ か ら 順 に 行 わ れ る 。 メ ッ セ ー ジ の 優 先 度 は 0 (低 優 先 ) か ら sysconf(_SC_MQ_PRIO_MAX) - 1 (高 優 先 ) の 値 を 持 つ 。 Linux で は 、 sysconf(_SC_MQ_PRIO_MAX) は 32768 を 返 す が 、 POSIX.1 で 要 求 さ れ て い る の は 最 低 限 0 か ら 31 ま で の 優 先 度 を 実 装 す る こ と だ け で あ り 、 実 装 に よ っ て は こ の 範 囲 の 優 先 度 し か サ ポ ー ト さ れ て い な い 。

こ の 節 の 残 り で は 、 POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の Linux の 実 装 の 詳 細 に つ い て 説 明 す る 。

ラ イ ブ ラ リ イ ン タ ー フ ェ ー ス と シ ス テ ム コ ー ル

ほ と ん ど の 場 合 、 上 記 の mq_* () ラ イ ブ ラ リ イ ン タ ー フ ェ ー ス は 、 同 じ 名 前 の 下 位 層 の シ ス テ ム コ ー ル を 使 っ て 実 装 さ れ て い る 。 こ の 枠 組 み に あ て は ま ら な い も の を 以 下 の 表 に 示 す 。

Image grohtml-4192859-1.png

バ ー ジ ョ ン

Linux で は POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は カ ー ネ ル 2.6.6 以 降 で サ ポ ー ト さ れ て い る 。 glibc で は バ ー ジ ョ ン 2.3.4 以 降 で サ ポ ー ト さ れ て い る 。

カ ー ネ ル の 設 定

POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の サ ポ ー ト は 、 カ ー ネ ル の 設 定 (configuration) オ プ シ ョ ン CONFIG_POSIX_MQUEUE で 設 定 可 能 で あ る 。 こ の オ プ シ ョ ン は デ フ ォ ル ト で は 有 効 で あ る 。

持 続 性

POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は カ ー ネ ル 内 で 保 持 さ れ る 。 mq_unlink (3) で 削 除 さ れ な け れ ば 、 メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は シ ス テ ム が シ ャ ッ ト ダ ウ ン さ れ る ま で 存 在 し 続 け る 。

リ ン ク

POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー API を 使 用 し た プ ロ グ ラ ム は cc -lrt で コ ン パ イ ル し 、 リ ア ル タ イ ム ラ イ ブ ラ リ librt と リ ン ク し な け れ ば な ら な い 。

/proc イ ン タ ー フ ェ ー ス

以 下 の イ ン タ ー フ ェ ー ス を 使 っ て 、 POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー が 消 費 す る カ ー ネ ル メ モ リ ー の 量 を 制 限 し た り 、 新 規 の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー の デ フ ォ ル ト 属 性 を 設 定 し た り す る こ と が で き る 。
/proc/sys/fs/mqueue/msg_default (Linux 3.5 以 降 )

こ の フ ァ イ ル は 、 attr に NULL を 指 定 し て mq_open (3) を 呼 び 出 し て キ ュ ー が 作 成 さ れ た 際 に 、 そ の 新 規 キ ュ ー の mq_maxmsg 設 定 に 使 用 さ れ る 値 を 定 め て い る 。 こ の フ ァ イ ル の デ フ ォ ル ト 値 は 10 で あ る 。 最 小 値 と 最 大 値 は /proc/sys/fs/mqueue/msg_max と 同 様 で あ る 。 新 規 キ ュ ー の デ フ ォ ル ト の mq_maxmsg 値 は msg_default と msg_max の 小 さ い 方 と な る 。 Linux 2.6.28 よ り 前 は 、 デ フ ォ ル ト の mq_maxmsg は 10 で あ っ た 。 Linux 2.6.28 か ら Linux 3.4 ま で は 、 デ フ ォ ル ト 値 は msg_max 上 限 で 規 定 さ れ る 値 で あ っ た 。

/proc/sys/fs/mqueue/msg_max

こ の フ ァ イ ル を 使 っ て 、 一 つ の キ ュ ー に 入 れ ら れ る メ ッ セ ー ジ の 最 大 数 の 上 限 値 を 参 照 し た り 変 更 し た り で き る 。 こ の 値 は 、 mq_open (3) に 渡 す attr->mq_maxmsg 引 数 に 対 す る 上 限 値 と し て 機 能 す る 。 msg_max の デ フ ォ ル ト 値 は 10 で 、 最 小 値 は 1 (2.6.28 よ り 前 の カ ー ネ ル で は 10) で あ る 。 msg_max に 指 定 で き る 上 限 値 は HARD_MSGMAX で あ る 。 msg_max 上 限 は 特 権 プ ロ セ ス ( CAP_SYS_RESOURCE ) で は 無 視 さ れ る が 、 上 限 値 HARD_MSGMAX は ど ん な 場 合 に で も 適 用 さ れ る 。

HARD_MSGMAX の 定 義 は カ ー ネ ル の バ ー ジ ョ ン に よ り 異 な る 。

*

Linux 2.6.32 以 前 : 131072 / sizeof(void *)

*

Linux 2.6.33 以 上 3.4 以 下 : (32768 * sizeof(void *) / 4)

*

Linux 3.5 以 降 : 65,536

/proc/sys/fs/mqueue/msgsize_default (Linux 3.5 以 降 )

こ の フ ァ イ ル は 、 attr に NULL を 指 定 し て mq_open (3) を 呼 び 出 し て キ ュ ー が 作 成 さ れ た 際 に 、 そ の 新 規 キ ュ ー の mq_msgsize 設 定 に 使 用 さ れ る 値 を 定 め て い る 。 こ の フ ァ イ ル の デ フ ォ ル ト 値 は 8192 バ イ ト で あ る 。 最 小 値 と 最 大 値 は /proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max と 同 様 で あ る 。 msgsize_default が msgsize_max よ り 大 き い 場 合 は 、 新 規 キ ュ ー の デ フ ォ ル ト の mq_msgsize 値 は msgsize_max 上 限 と な る 。 Linux 2.6.28 よ り 前 は 、 デ フ ォ ル ト の mq_msgsize は 8192 で あ っ た 。 Linux 2.6.28 か ら Linux 3.4 ま で は 、 デ フ ォ ル ト 値 は msgsize_max 上 限 で 規 定 さ れ る 値 で あ っ た 。

/proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max

こ の フ ァ イ ル を 使 っ て 、 メ ッ セ ー ジ の 最 大 サ イ ズ の 上 限 値 を 参 照 し た り 変 更 し た り で き る 。 こ の 値 は 、 mq_open (3) に 渡 す attr->mq_msgsize 引 数 に 対 す る 上 限 値 と し て 機 能 す る 。 msgsize_max の デ フ ォ ル ト 値 は 8192 バ イ ト で 、 最 小 値 は 128 (2.6.28 よ り 前 の カ ー ネ ル で は 8192) で あ る 。 msgsize_max の 上 限 は カ ー ネ ル の バ ー ジ ョ ン に よ り 異 な る 。

*

Linux 2.6.28 よ り 前 の バ ー ジ ョ ン で は 、 上 限 は INT_MAX で あ る 。

*

Linux 2.6.28 か ら 3.4 で は 、 上 限 は 1,048,576 で あ る 。

*

Linux 3.5 以 降 で は 、 上 限 は 16,777,216 ( HARD_MSGSIZEMAX ) で あ る 。

msgsize_max 上 限 は 特 権 プ ロ セ ス ( CAP_SYS_RESOURCE ) で は 無 視 さ れ る が 、 Linux 3.5 以 降 で は 特 権 プ ロ セ ス に も HARD_MSGSIZEMAX と い う 上 限 が 適 用 さ れ る 。

/proc/sys/fs/mqueue/queues_max

こ の フ ァ イ ル を 使 っ て 、 作 成 可 能 な メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 数 の シ ス テ ム 全 体 で の 制 限 を 参 照 し た り 変 更 し た り で き る 。 queues_max の デ フ ォ ル ト 値 は 256 で あ る 。 queues_max に 課 さ れ る 上 限 値 は な い 。 特 権 プ ロ セ ス ( CAP_SYS_RESOURCE ) は こ の 上 限 値 を 超 え て メ ッ セ ー ジ キ ュ ー を 作 成 で き る 。

リ ソ ー ス 制 限

リ ソ ー ス 上 限 RLIMIT_MSGQUEUE は 、 プ ロ セ ス の 実 UID に 対 応 す る 全 メ ッ セ ー ジ キ ュ ー が 消 費 す る メ モ リ ー 空 間 の 量 に 対 し て 上 限 を 設 定 す る 。 getrlimit (2) を 参 照 。

メ ッ セ ー ジ キ ュ ー フ ァ イ ル シ ス テ ム の マ ウ ン ト

Linux で は 、 メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は 仮 想 フ ァ イ ル シ ス テ ム 内 に 作 成 さ れ る (他 の 実 装 で も 同 様 の 機 能 が 提 供 さ れ て い る も の も あ る が 、 詳 細 は 違 っ て い る だ ろ う )。 以 下 の コ マ ン ド を 使 う こ と で (ス ー パ ー ユ ー ザ ー は ) こ の フ ァ イ ル シ ス テ ム を マ ウ ン ト で き る :

# mkdir /dev/mqueue
# mount -t mqueue none /dev/mqueue

マ ウ ン ト し た デ ィ レ ク ト リ の ス テ ィ ッ キ ー ビ ッ ト (sticky bit) は 自 動 的 に オ ン と な る 。

メ ッ セ ー ジ キ ュ ー フ ァ イ ル シ ス テ ム の マ ウ ン ト 後 は 、 フ ァ イ ル に 対 し て 通 常 使 う コ マ ン ド (例 え ば ls (1) や rm (1)) を 使 っ て 、 シ ス テ ム 上 の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー を 表 示 し た り 操 作 し た り で き る 。

デ ィ レ ク ト リ 内 の 各 フ ァ イ ル の 内 容 は 1行 で あ り 、 キ ュ ー に 関 す る 情 報 が 表 示 さ れ る 。

$ cat /dev/mqueue/mymq
QSIZE:129 NOTIFY:2 SIGNO:0 NOTIFY_PID:8260

各 フ ィ ー ル ド の 詳 細 は 以 下 の 通 り で あ る :

QSIZE

キ ュ ー に 入 っ て い る 全 メ ッ セ ー ジ の 合 計 バ イ ト 数 (た だ し 「 バ グ 」 を 参 照 )。

NOTIFY_PID

こ の 値 が 0 以 外 の 場 合 、 こ の 値 の PID を 持 つ プ ロ セ ス が mq_notify (3) を 使 っ て 、 非 同 期 の メ ッ セ ー ジ 通 知 を 行 う よ う に 設 定 し た こ と を 示 す 。 ど の よ う に 通 知 が 行 わ れ る か は 、 以 下 の フ ィ ー ル ド に よ り 決 定 さ れ る 。

NOTIFY

通 知 方 法 : 0 は SIGEV_SIGNAL ; 1 は SIGEV_NONE ; 2 は SIGEV_THREAD

SIGNO

SIGEV_SIGNAL に 使 用 さ れ る シ グ ナ ル 番 号 。

Linux で の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 記 述 子 の 実 装

On Linux, a message queue descriptor is actually a file descriptor. (POSIX does not require such an implementation.) This means that a message queue descriptor can be monitored using select (2), poll (2), or epoll (7). This is not portable.

The close-on-exec flag (see open (2)) is automatically set on the file descriptor returned by mq_open (2).

IPC 名 前 空 間

POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー オ ブ ジ ェ ク ト と IPC 名 前 空 間 の 相 互 の 影 響 に 関 す る 議 論 は ipc_namespaces (7) を 参 照 。

注 意

System V メ ッ セ ー ジ キ ュ ー ( msgget (2), msgsnd (2), msgrcv (2) な ど ) は プ ロ セ ス 間 で メ ッ セ ー ジ を や り 取 り す る た め の 古 い API で あ る 。 POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は System V メ ッ セ ー ジ キ ュ ー よ り も う ま く 設 計 さ れ た イ ン タ ー フ ェ ー ス を 提 供 し て い る 。 一 方 で 、 POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー は System V メ ッ セ ー ジ キ ュ ー と 比 べ る と 利 用 で き る シ ス テ ム が 少 な い (特 に 、 古 い シ ス テ ム で は 少 な い )。

現 在 の こ と ろ (バ ー ジ ョ ン 2.6.26 時 点 )、 Linux は POSIX メ ッ セ ー ジ キ ュ ー に 対 す る ア ク セ ス 制 御 リ ス ト (ACL) に 対 応 し て い な い 。

バ グ

バ ー ジ ョ ン 3.5 以 降 3.14 未 満 の Linux で は 、 queues_max 上 限 を 増 や す こ と が で き る 最 大 値 と し て 1024 ( HARD_QUEUESMAX ) と い う 最 大 上 限 値 が カ ー ネ ル に よ り 適 用 さ れ て い た 。 こ の 最 大 上 限 値 は 特 権 プ ロ セ ス に も 適 用 さ れ て い た 。 こ の 最 大 上 限 値 は Linux 3.14 で 削 除 さ れ 、 パ ッ チ で 安 定 版 カ ー ネ ル 3.5.x か ら 3.13.x か ら も こ の 最 大 上 限 値 は 削 除 さ れ た 。

As originally implemented (and documented), the QSIZE field displayed the total number of (user-supplied) bytes in all messages in the message queue. Some changes in Linux 3.5 inadvertently changed the behavior, so that this field also included a count of kernel overhead bytes used to store the messages in the queue. This behavioral regression was rectified in Linux 4.2 (and earlier stable kernel series), so that the count once more included just the bytes of user data in messages in the queue.

例

各 種 の メ ッ セ ー ジ キ ュ ー 関 数 を 使 用 し た 例 が mq_notify (3) に 記 載 さ れ て い る 。

関 連 項 目

getrlimit (2), mq_getsetattr (2), poll (2), select (2), mq_close (3), mq_getattr (3), mq_notify (3), mq_open (3), mq_receive (3), mq_send (3), mq_unlink (3), epoll (7), namespaces (7)

こ の 文 書 に つ い て

こ の man ペ ー ジ は Linux man-pages プ ロ ジ ェ ク ト の リ リ ー ス 5.10 の 一 部 で あ る 。 プ ロ ジ ェ ク ト の 説 明 と バ グ 報 告 に 関 す る 情 報 は https://www.kernel.org/doc/man-pages/ に 書 か れ て い る 。