mq_overview(7) Miscellaneous Information Manual mq_overview(7)

mq_overview – Aperçu des files de messages POSIX

Les files de messages POSIX permettent aux processus d'échanger des données sous forme de messages. Cette API est distincte de celle fournie par les files de messages System V (msgget(2), msgsnd(2), msgrcv(2), etc.), mais propose des fonctionnalités similaires.

Les files de messages sont créées et ouvertes en utilisant mq_open(3). Cette fonction renvoie un descripteur de file de messages (mqd_t), utilisé pour se référer à la file de messages ouverte dans les prochains appels. Chaque file de messages est distinguée par son nom sous la forme /un_nom ; c'est-à-dire un chaîne terminée par un caractère NULL pouvant avoir jusqu'à NAME_MAX caractères (par exemple, 255), commençant par une barre oblique (« / ») suivie d'un caractère ou plus, aucun de ces derniers n'étant une barre oblique. Deux processus peuvent opérer sur la même file en fournissant le même nom à mq_open(3).

Les messages sont transférés à une file et récupérés depuis une file en utilisant mq_send(3) et mq_receive(3). Lorsqu'un processus a fini d'utiliser la file, il la ferme en utilisant mq_close(3), et lorsque cette file n'est plus nécessaire, elle peut être supprimée avec mq_unlink(3). Les attributs de la file peuvent être obtenus et (dans certains cas) modifiés en utilisant mq_getattr(3) et mq_setattr(3). Un processus peut demander un avertissement asynchrone de l'arrivée d'un message sur une file auparavant vide en utilisant mq_notify(3).

Un descripteur de file de messages est une référence à une description d'une file de messages ouverte (consulter open(2)). Après un appel à fork(2), un processus enfant hérite d’une copie des descripteurs de file de messages de son parent, et ces descripteurs réfèrent aux mêmes descriptions de file de messages ouverte que les descripteurs correspondants du parent. Les descripteurs correspondants de file de messages des deux processus partagent les attributs (mq_flags) qui sont associés à la description de la file de messages ouverte.

Chaque message contient une priorité associée, et les messages sont toujours délivrés au processus de réception par ordre de plus haute priorité. L'intervalle de priorité des messages va de 0 (faible) à sysconf(_SC_MQ_PRIO_MAX) - 1 (haute). Sur Linux, sysconf(_SC_MQ_PRIO_MAX) renvoie 32768, mais POSIX.1-2001 n'exige des implémentations que la prise en charge des priorités allant au moins de 0 à 31. Certaines implémentations ne proposent que cet intervalle.

Le reste de cette section décrit certains détails spécifiques à l'implémentation Linux des files de messages POSIX.

Dans la plupart des cas, les interfaces de bibliothèque mq_*() listées ci-dessus sont implémentées au-dessus d'appels système sous-jacents du même nom. Les exceptions à cette règle sont indiquées dans le tableau ci‐dessous :

Interface de bibliothèque Appel système
mq_close(3) close(2)
mq_getattr(3) mq_getsetattr(2)
mq_notify(3) mq_notify(2)
mq_open(3) mq_open(2)
mq_receive(3) mq_timedreceive(2)
mq_send(3) mq_timedsend(2)
mq_setattr(3) mq_getsetattr(2)
mq_timedreceive(3) mq_timedreceive(2)
mq_timedsend(3) mq_timedsend(2)
mq_unlink(3) mq_unlink(2)

Les files de messages POSIX ne sont gérées par Linux que depuis le noyau 2.6.6. La gestion n'a été ajoutée à la glibc que depuis la glibc 2.3.4.

La gestion des files de messages POSIX est configurable via l'option de configuration du noyau CONFIG_POSIX_MQUEUE. Cette option est activée par défaut.

Les files de messages POSIX persistent dans le noyau : si une file de messages n'est pas supprimée avec mq_unlink(3), elle existera jusqu'à l'extinction du système.

Les programmes utilisant l'API des files de messages POSIX doivent être compilés avec cc -lrt pour être liés à la bibliothèque temps réel librt.

Les interfaces suivantes peuvent être utilisées pour limiter la quantité de mémoire du noyau utilisée par les files de messages POSIX et pour définir les attributs par défaut pour de nouvelles files de message :

/proc/sys/fs/mqueue/msg_default (depuis Linux 3.5)
Ce fichier définit la valeur utilisée par un nouveau réglage mq_maxmsg de file quand une file est créée avec un appel à mq_open(3) où attr est indiqué comme NULL. La valeur par défaut pour ce fichier est 10. Le minimum et le maximum sont comme dans /proc/sys/fs/mqueue/msg_max. Une nouvelle valeur mq_maxmsg par défaut de file sera la plus petite valeur entre msg_default et msg_max. Avant Linux 2.6.28, la valeur par défaut de mq_maxmsg était 10. De Linux 2.6.28 jusqu’à Linux 3.4, c’était la valeur définie de la limite msg_max.
/proc/sys/fs/mqueue/msg_max
Ce fichier peut être utilisé pour visualiser et changer la valeur limite pour le nombre maximal de messages dans une file. Cette valeur agit comme un plafond pour le paramètre attr->mq_maxmsg indiqué à mq_open(3). La valeur par défaut de msg_max vaut 10. La valeur minimale est de 1 (10 avant Linux 2.6.28). La valeur maximale vaut HARD_MSGMAX. La limite msg_max est ignorée pour les processus privilégiés (CAP_SYS_RESOURCE), mais la limite HARD_MSGMAX reste néanmoins imposée.
La définition de HARD_MSGMAX a changé au cours des versions du noyau :
  • jusqu’à Linux 2.6.32 : 131072 / sizeof(void *)
  • Linux 2.6.33 à Linux 3.4 : (32768 * sizeof(void *) / 4)
  • depuis Linux 3.5 : 65 536.
/proc/sys/fs/mqueue/msgsize_default (depuis Linux 3.5)
Ce fichier définit la valeur utilisée pour un nouveau réglage de mq_msgsize de file quand celle-ci est créée par un appel à mq_open(3) où attr est indiqué comme NULL. La valeur par défaut pour ce fichier est 8192 (octets). Le minimum et le maximum sont comme dans /proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max. Si msgsize_default excède msgsize_max, une nouvelle valeur par défaut de mq_msgsize pour la file est plafonnée à la limite msgsize_max. Avant Linux 2.6.28, la valeur par défaut de mq_msgsize était 8192. De Linux 2.6.28 jusqu’à Linux 3.4, elle était la valeur définie de la limite msgsize_max.
/proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max
Ce fichier peut être utilisé pour visualiser et modifier la limite de la taille maximale des messages. Cette valeur agit comme un plafond pour le paramètre attr->mq_msgsize indiqué à mq_open(3). La valeur par défaut de msgsize_max est de 8192 octets. La valeur minimale est 128 (8192 pour les noyaux antérieurs à 2.6.28). La valeur maximale pour msg_max à variée selon les versions du noyau.
  • avant Linux 2.6.28, la valeur maximale était INT_MAX ;
  • de Linux 2.6.28 jusqu’à Linux 3.4, la limite était 1 048 576 ;
  • depuis Linux 3.5, la limite est 16 777 216 (HARD_MSGSIZEMAX).
La limite msgsize_max est ignorée pour les processus privilégiés (CAP_SYS_RESOURCE), mais, depuis Linux 3.5, le plafond HARD_MSGSIZEMAX est imposé aux processus privilégiés.
/proc/sys/fs/mqueue/queues_max
Ce fichier peut être utilisé pour visualiser et modifier la limite pour le système entier du nombre de files de messages qui peuvent être créées. La valeur par défaut de queues_max est 256. Aucun plafond n’est imposé pour la limite queues_max. Les processus privilégiés (CAP_SYS_RESOURCE) peuvent dépasser cette limite (mais voir BOGUES).

La limitation des ressources RLIMIT_MSGQUEUE, qui indique une limite sur la quantité d'espace qui peut être utilisé par toutes les files de messages appartenant à l'identifiant utilisateur réel du processus, est décrite dans getrlimit(2).

Sous Linux, les files de messages sont créées dans un système de fichiers virtuel. (D'autres implémentations peuvent également fournir une telle fonctionnalité, mais les détails sont probablement différents.) Ce système de fichiers peut être monté (par le superutilisateur) en utilisant les commandes suivantes :


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

Le « sticky bit » est automatiquement activé sur le répertoire de montage.

Une fois le système de fichiers monté, les files de messages sur le système peuvent être visualisées et manipulées avec les commandes utilisées habituellement pour les fichiers (par exemple, ls(1) et rm(1)).

Le contenu de chaque fichier dans le répertoire est composé d'une seule ligne contenant les informations sur la file :


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

Ces champs ont les caractéristiques suivantes :

Nombre d'octets de données dans tous les messages de la file (mais voir BOGUES).
Si différent de zéro, alors le processus avec cet identifiant a utilisé mq_notify(3) pour s'enregistrer pour les notifications asynchrones de messages, et les champs suivants décrivent comment ces notifications se produisent.
Méthode de notification : 0 pour SIGEV_SIGNAL, 1 pour SIGEV_NONE et 2 pour SIGEV_THREAD.
Numéro de signal à utiliser pour SIGEV_SIGNAL.

Sous Linux, un descripteur de file de messages est en fait un descripteur de fichier (POSIX n’exige pas une telle implémentation). Cela signifie qu’un descripteur de file de messages peut être contrôlé avec select(2), poll(2) ou epoll(7). Cela n'est pas portable.

Le drapeau « close-on-exec » (voir open(2)) est automatiquement positionné sur le descripteur de fichier renvoyé par mq_open(2).

Pour une discussion sur l’interaction entre les objets de file de messages POSIX et les espaces de noms IPC, consulter ipc_namespaces(7).

Les files de messages System V (msgget(2), msgsnd(2), msgrcv(2), etc.) sont une ancienne API d'échange de messages entre les processus. Les files de messages POSIX fournissent une interface mieux conçue. Cependant, les files de messages POSIX sont moins largement disponibles (en particulier sur les anciens systèmes) que les files de messages System V.

Actuellement (Linux 2.6.26), Linux ne gère pas l'utilisation des listes de contrôle d'accès (ACL : Access Control List) des files de messages POSIX.

Depuis Linux 3.5 jusqu’à Linux 3.14, le noyau imposait un plafond de 1024 (HARD_QUEUESMAX) pour la valeur à laquelle la limite queues_max pouvait être élevée, et ce plafond était imposé même pour les processus privilégiés. Ce plafond a été supprimé dans Linux 3.14 et des correctifs pour Linux 3.5.x jusqu’à Linux 3.13.x ont aussi supprimé ce plafond.

Comme originellement implémenté (et documenté), le champ QSIZE affiche le nombre total d’octets (fournis par l’utilisateur) dans tous les messages de la file. Certains changements dans Linux 3.5 ont malencontreusement modifié ce comportement de façon que ce champ inclut un compte d’octets d’en-têtes du noyau utilisés pour stocker les messages dans la file. Cette régression comportementale a été rectifiée dans Linux 4.2 (et dans les séries stables antérieures), de telle façon que le compte de nouveau n'inclut que les octets de données utilisateur des messages dans la file.

Un exemple d'utilisation des différentes fonctions des files de messages est disponible dans mq_notify(3).

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)

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org> et Jean-Paul Guillonneau <guillonneau.jeanpaul@free.fr>

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5 février 2023 Pages du manuel de Linux 6.03