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so:filas_de_mensagens [2020/08/05 00:08] – mazieroso:filas_de_mensagens [2023/05/03 20:37] (atual) – maziero
Linha 1: Linha 1:
 +====== Filas de mensagens ======
 +
 +{{ :so:ppos_12_mqueue.mkv |Video deste projeto}}
 +
 +Uma fila de mensagens é uma estrutura usada pelas tarefas para comunicação através de troca de mensagens de tamanho fixo. Cada fila pode armazenar até N mensagens de tamanho fixo, respeitando uma política de acesso FIFO.
 +
 +O acesso à fila é **bloqueante**, ou seja, uma tarefa que tenta enviar uma mensagem a uma fila cheia terá de esperar até que surjam vagas na fila; uma tarefa que deseja receber mensagens de uma fila vazia terá de esperar até que uma mensagem esteja disponível nessa fila.
 +
 +As funções a implementar são descritas a seguir.
 +
 +==== Inicia uma fila de mensagens ====
 +
 +<code c>
 +int mqueue_init (mqueue_t *queue, int max_msgs, int msg_size)
 +</code>
 +
 +Inicia a fila de mensagens apontada por ''queue'', com capacidade para receber até ''max_msgs'' mensagens de tamanho ''msg_size'' bytes cada, inicialmente vazia. Retorna 0 em caso de sucesso e -1 em caso de erro.
 +
 +Exemplo: inicia uma fila para guardar até 100 números de tipo ''double'':
 +
 +<code c>
 +mqueue_t fila1 ;
 +
 +if ( mqueue_init (&fila1, 100, sizeof (double)) )
 +{
 +   printf ("Erro ao iniciar a fila\n") ;
 +   exit (1) ;
 +}
 +</code>
 +
 +==== Envia uma mensagem para a fila ====
 +
 +<code c>
 +int mqueue_send (mqueue_t *queue, void *msg)
 +</code>
 +
 +Envia a mensagem apontada por ''msg'' para o fim da fila ''queue''; esta chamada é bloqueante: caso a fila esteja cheia, a tarefa corrente é suspensa até que o envio possa ser feito. O ponteiro ''msg'' aponta para um //buffer// contendo a mensagem a enviar, que deve ser copiada para dentro da fila. Retorna 0 em caso de sucesso e -1 em caso de erro.
 +
 +<note tip>
 +Sugestão: copie a mensagem do //buffer// para a fila (ou vice-versa) usando funções C como ''bcopy'' ou ''memcpy''.
 +</note>
 +
 +Exemplo: Enviar o valor de uma variável para a fila ''fila1'':
 +
 +<code c>
 +double pi = 3.1415926535897932 ;
 +
 +if ( mqueue_send (&fila1, &pi) )
 +{
 +   printf ("Erro ao enviar mensagem\n") ;
 +   exit (1) ;
 +}
 +</code>
 +
 +==== Recebe uma mensagem da fila ====
 +
 +<code c>
 +int mqueue_recv (mqueue_t *queue, void *msg)
 +</code>
 +
 +Recebe uma mensagem do início da fila ''queue'' e a deposita no //buffer// apontado por ''msg''; esta chamada é bloqueante: caso a fila esteja vazia, a tarefa corrente é suspensa até que a recepção possa ser feita. O ponteiro ''msg'' aponta para um //buffer// que irá receber a mensagem. Retorna 0 em caso de sucesso e -1 em caso de erro.
 +
 +Exemplo: Receber uma mensagem da fila ''fila1'' e colocar seu valor na variável ''buf'':
 +
 +<code c>
 +double buf ;
 +
 +if ( mqueue_recv (&fila1, &buf) )
 +{
 +  printf ("Erro ao receber mensagem\n") ;
 +  exit (1) ;
 +}
 +else
 +{
 +  printf ("Recebi o valor %lf\n", buf) ;
 +}
 +</code>
 +
 +==== Encerra uma fila ====
 +
 +<code c>
 +int mqueue_destroy (mqueue_t *queue)
 +</code>
 +
 +Encerra a fila de mensagens indicada por ''queue'', destruindo seu conteúdo e liberando todas as tarefas que esperam mensagens dela (essas tarefas devem retornar das suas respectivas chamadas com valor de retorno -1).  Retorna 0 em caso de sucesso e -1 em caso de erro.
 +
 +==== Número de mensagens ====
 +
 +<code c>
 +int mqueue_msgs (mqueue_t *queue)
 +</code>
 +
 +Informa o número de mensagens presentes na fila indicada por ''queue''. Retorna 0 ou +N em caso de sucesso e -1 em caso de erro.
 +
 +===== Observações: =====
 +
 +Filas de mensagens são na verdade //buffers// limitados acessados por tarefas que produzem e consomem mensagens. O código do sistema produtor/consumidor é um bom ponto de partida para implementar as funções ''mqueue_send'' e ''mqueue_recv''.
 +
 +As filas de mensagens devem ser genéricas em relação aos tipos de mensagens suportadas. Em outras palavras, a implementação deve suportar o envio de qualquer tipo de dado de tamanho conhecido, não sendo restrita a um tipo ou dois. O buffer interno da fila pode ser implementado com uma estrutura de [[https://en.wikipedia.org/wiki/Circular_buffer|buffer circular]].
 +
 +Seu código deverá funcionar com {{pingpong-mqueue.c|este programa de teste}} e deverá gerar um resultado {{pingpong-mqueue.txt|similar a este}}. A figura abaixo representa graficamente esse programa de teste:
 +
 +{{  :so:prod-soma-cons.png  |Produtor/somador/consumidor}}
 +
 +===== Outras informações =====
 +
 +  * Duração estimada: 6 horas.
 +  * Dependências: 
 +    * [[Gestão de Tarefas]]
 +    * [[Dispatcher]]
 +    * [[Preempção por Tempo]]
 +    * [[Tarefas suspensas]]
 +    * [[Tarefas dormindo]]
 +    * [[Semáforos]]