基于OpenWrt平臺(tái)的進(jìn)程間通信

張一弓

摘 要：OpenWrt是一款基于Linux內(nèi)核的開(kāi)源路由器操作系統(tǒng)，文章研究?jī)?nèi)容是，利用Linux進(jìn)程間通信中的命名管道方法，設(shè)計(jì)一系列接口函數(shù)，提供消息的注冊(cè)、注銷(xiāo)、發(fā)送、接收。使消息傳遞在簡(jiǎn)單、方便的同時(shí)，也能滿(mǎn)足路由器系統(tǒng)的要求。這種函數(shù)庫(kù)稱(chēng)為消息總線(xiàn)。

關(guān)鍵詞：進(jìn)程間通信（IPC）；Linux；消息總線(xiàn)

1 消息總線(xiàn)設(shè)計(jì)需求

D-Bus消息總線(xiàn)是面向桌面系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接口豐富，但占用資源較多。重新設(shè)計(jì)的消息總線(xiàn)將滿(mǎn)足占用系統(tǒng)資源少，且可以滿(mǎn)足路由器軟件系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)需求。消息總線(xiàn)（Message Bus，以后簡(jiǎn)稱(chēng)M-Bus）模塊作為路由器軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件模塊，M-Bus被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。M-Bus自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。M-Bus底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。M-Bus在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用M-Bus庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。

2 消息總線(xiàn)總體設(shè)計(jì)

消息總線(xiàn)被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。消息總線(xiàn)自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。消息總線(xiàn)底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。消息總線(xiàn)在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用消息總線(xiàn)庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。消息總線(xiàn)包括以下三個(gè)子模塊：（1）消息總線(xiàn)的接口集合，包括消息的發(fā)送、消息的接收、消息發(fā)送者與接收者的登記等一系列消息總線(xiàn)能夠提供的API函數(shù)。（2）消息總線(xiàn)的守護(hù)進(jìn)程。（3）消息總線(xiàn)內(nèi)部工作處理，為上層API函數(shù)提供基礎(chǔ)。路由器的各應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用消息總線(xiàn)的API函數(shù)來(lái)使用消息總線(xiàn)的功能。消息總線(xiàn)提供了本地資源初始化、銷(xiāo)毀本地資源、注冊(cè)、卸載、發(fā)送消息、接收消息、登記消息處理等API函數(shù)。消息總線(xiàn)中所定義的消息，是進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)的載體，消息的定義遵循以下原則：（1）每個(gè)消息都有自身的名字，消息的名字表示要發(fā)送的消息是什么命令。（2）消息的名字在系統(tǒng)中是唯一的。（3）系統(tǒng)能處理消息的種類(lèi)的能力是有限的。各個(gè)模塊收到消息后會(huì)跟據(jù)消息的名字執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)，（4）消息具有統(tǒng)一定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括消息頭、攜帶數(shù)據(jù)、消息上下文（Context）。消息的名字（也可稱(chēng)為消息的類(lèi)型）作為消息頭中的一個(gè)數(shù)據(jù)域的形式存在。

3 消息總線(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

消息的自身是數(shù)據(jù)傳遞的載體并且消息具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。消息結(jié)構(gòu)組織分為兩類(lèi)：一類(lèi)是各模塊之間通信的消息結(jié)構(gòu)；另一類(lèi)是各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)。

其中，消息頭被定義成各模塊間通信的唯一結(jié)構(gòu)，各模塊間的通信是通過(guò)解析消息頭來(lái)提取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。而各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為消息上下文，每個(gè)模塊都會(huì)有自身的消息上下文，由各個(gè)模塊自己組織與管理，與外界隔離。圖1描述了消息頭的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

圖1 消息頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息頭中包含以下定義內(nèi)容：（1）消息的發(fā)送者：定義該消息是由哪個(gè)模塊發(fā)送的，路由器所有模塊的名稱(chēng)均用宏定義。（2）當(dāng)前進(jìn)程PID：該消息的發(fā)送進(jìn)程的PID。（3）消息的名字：該消息發(fā)的是什么指令。（4）消息的同步：當(dāng)接收進(jìn)程收到消息后需要做反饋操作，回復(fù)發(fā)送進(jìn)程進(jìn)行收到確認(rèn)。如果不做同步操作則不需要回復(fù)。（5）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：消息所攜帶的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。（6）攜帶數(shù)據(jù)起始位：所攜帶數(shù)據(jù)的起始位地址。起始位地址加上所攜帶數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度就可以表示該消息攜帶的所有數(shù)據(jù)，即消息的消息體。作者稱(chēng)各模塊自身維護(hù)的消息為本地消息，描述本地消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為消息上下文，路由器軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊（每個(gè)應(yīng)用程序）自身只能存在一個(gè)消息上下文。設(shè)計(jì)消息上下文的原因在于是想把使用消息總線(xiàn)的所有數(shù)據(jù)與操作方式都組織到一起，然后封裝成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行描述。每個(gè)應(yīng)用程序注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的時(shí)候，都會(huì)生成自身的消息上下文。圖2描述了消息上下文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。

圖2 消息上下文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息上下文中包括了以下內(nèi)容：（1）注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的應(yīng)用程序自身名字。名字由字符串表示，系統(tǒng)中所有的應(yīng)用程序名字均使用宏進(jìn)行定義。（2）當(dāng)前注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的進(jìn)程ID。進(jìn)程ID用于表示消息總線(xiàn)使用者的身份。（3）當(dāng)前接收消息的文件描述符。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程新注冊(cè)到消息總線(xiàn)上時(shí)，該文件描述符設(shè)置為-1。當(dāng)該進(jìn)程參與消息的發(fā)送或接收時(shí)，該文件描述符表示文件操作句柄。（4）進(jìn)程退出函數(shù)指針，typedef void（*pf_user_exit）（void）。當(dāng)一個(gè)已在消息總線(xiàn)上注冊(cè)過(guò)的進(jìn)程想要從消息總線(xiàn)上卸載時(shí)，調(diào)用自身定義的退出函數(shù)實(shí)現(xiàn)退出。（5）消息處理函數(shù)指針。當(dāng)應(yīng)用程序收到消息時(shí)解析該消息，根據(jù)解析到的消息名字調(diào)用相對(duì)應(yīng)的消息處理函數(shù)。當(dāng)應(yīng)用程序向消息總線(xiàn)上注冊(cè)時(shí)，必須注冊(cè)對(duì)應(yīng)消息的處理函數(shù)。（6）默認(rèn)消息處理函數(shù)指針。（7）消息頭。

參考文獻(xiàn)

[1]Bird Intern Articles on Routing Software Openwrt[M].Hephaestus Books，2011：115-120.

[2]Jim Brown.Articles on Routers[M].Hephaestus Books，2011：45-59.

[3]Andrew.Network Security Hacks Lockhart[M].USA：Media Inc，2006：245-230.endprint

摘 要：OpenWrt是一款基于Linux內(nèi)核的開(kāi)源路由器操作系統(tǒng)，文章研究?jī)?nèi)容是，利用Linux進(jìn)程間通信中的命名管道方法，設(shè)計(jì)一系列接口函數(shù)，提供消息的注冊(cè)、注銷(xiāo)、發(fā)送、接收。使消息傳遞在簡(jiǎn)單、方便的同時(shí)，也能滿(mǎn)足路由器系統(tǒng)的要求。這種函數(shù)庫(kù)稱(chēng)為消息總線(xiàn)。

關(guān)鍵詞：進(jìn)程間通信（IPC）；Linux；消息總線(xiàn)

1 消息總線(xiàn)設(shè)計(jì)需求

D-Bus消息總線(xiàn)是面向桌面系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接口豐富，但占用資源較多。重新設(shè)計(jì)的消息總線(xiàn)將滿(mǎn)足占用系統(tǒng)資源少，且可以滿(mǎn)足路由器軟件系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)需求。消息總線(xiàn)（Message Bus，以后簡(jiǎn)稱(chēng)M-Bus）模塊作為路由器軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件模塊，M-Bus被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。M-Bus自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。M-Bus底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。M-Bus在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用M-Bus庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。

2 消息總線(xiàn)總體設(shè)計(jì)

消息總線(xiàn)被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。消息總線(xiàn)自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。消息總線(xiàn)底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。消息總線(xiàn)在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用消息總線(xiàn)庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。消息總線(xiàn)包括以下三個(gè)子模塊：（1）消息總線(xiàn)的接口集合，包括消息的發(fā)送、消息的接收、消息發(fā)送者與接收者的登記等一系列消息總線(xiàn)能夠提供的API函數(shù)。（2）消息總線(xiàn)的守護(hù)進(jìn)程。（3）消息總線(xiàn)內(nèi)部工作處理，為上層API函數(shù)提供基礎(chǔ)。路由器的各應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用消息總線(xiàn)的API函數(shù)來(lái)使用消息總線(xiàn)的功能。消息總線(xiàn)提供了本地資源初始化、銷(xiāo)毀本地資源、注冊(cè)、卸載、發(fā)送消息、接收消息、登記消息處理等API函數(shù)。消息總線(xiàn)中所定義的消息，是進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)的載體，消息的定義遵循以下原則：（1）每個(gè)消息都有自身的名字，消息的名字表示要發(fā)送的消息是什么命令。（2）消息的名字在系統(tǒng)中是唯一的。（3）系統(tǒng)能處理消息的種類(lèi)的能力是有限的。各個(gè)模塊收到消息后會(huì)跟據(jù)消息的名字執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)，（4）消息具有統(tǒng)一定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括消息頭、攜帶數(shù)據(jù)、消息上下文（Context）。消息的名字（也可稱(chēng)為消息的類(lèi)型）作為消息頭中的一個(gè)數(shù)據(jù)域的形式存在。

3 消息總線(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

消息的自身是數(shù)據(jù)傳遞的載體并且消息具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。消息結(jié)構(gòu)組織分為兩類(lèi)：一類(lèi)是各模塊之間通信的消息結(jié)構(gòu)；另一類(lèi)是各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)。

其中，消息頭被定義成各模塊間通信的唯一結(jié)構(gòu)，各模塊間的通信是通過(guò)解析消息頭來(lái)提取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。而各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為消息上下文，每個(gè)模塊都會(huì)有自身的消息上下文，由各個(gè)模塊自己組織與管理，與外界隔離。圖1描述了消息頭的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

圖1 消息頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息頭中包含以下定義內(nèi)容：（1）消息的發(fā)送者：定義該消息是由哪個(gè)模塊發(fā)送的，路由器所有模塊的名稱(chēng)均用宏定義。（2）當(dāng)前進(jìn)程PID：該消息的發(fā)送進(jìn)程的PID。（3）消息的名字：該消息發(fā)的是什么指令。（4）消息的同步：當(dāng)接收進(jìn)程收到消息后需要做反饋操作，回復(fù)發(fā)送進(jìn)程進(jìn)行收到確認(rèn)。如果不做同步操作則不需要回復(fù)。（5）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：消息所攜帶的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。（6）攜帶數(shù)據(jù)起始位：所攜帶數(shù)據(jù)的起始位地址。起始位地址加上所攜帶數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度就可以表示該消息攜帶的所有數(shù)據(jù)，即消息的消息體。作者稱(chēng)各模塊自身維護(hù)的消息為本地消息，描述本地消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為消息上下文，路由器軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊（每個(gè)應(yīng)用程序）自身只能存在一個(gè)消息上下文。設(shè)計(jì)消息上下文的原因在于是想把使用消息總線(xiàn)的所有數(shù)據(jù)與操作方式都組織到一起，然后封裝成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行描述。每個(gè)應(yīng)用程序注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的時(shí)候，都會(huì)生成自身的消息上下文。圖2描述了消息上下文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。

圖2 消息上下文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息上下文中包括了以下內(nèi)容：（1）注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的應(yīng)用程序自身名字。名字由字符串表示，系統(tǒng)中所有的應(yīng)用程序名字均使用宏進(jìn)行定義。（2）當(dāng)前注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的進(jìn)程ID。進(jìn)程ID用于表示消息總線(xiàn)使用者的身份。（3）當(dāng)前接收消息的文件描述符。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程新注冊(cè)到消息總線(xiàn)上時(shí)，該文件描述符設(shè)置為-1。當(dāng)該進(jìn)程參與消息的發(fā)送或接收時(shí)，該文件描述符表示文件操作句柄。（4）進(jìn)程退出函數(shù)指針，typedef void（*pf_user_exit）（void）。當(dāng)一個(gè)已在消息總線(xiàn)上注冊(cè)過(guò)的進(jìn)程想要從消息總線(xiàn)上卸載時(shí)，調(diào)用自身定義的退出函數(shù)實(shí)現(xiàn)退出。（5）消息處理函數(shù)指針。當(dāng)應(yīng)用程序收到消息時(shí)解析該消息，根據(jù)解析到的消息名字調(diào)用相對(duì)應(yīng)的消息處理函數(shù)。當(dāng)應(yīng)用程序向消息總線(xiàn)上注冊(cè)時(shí)，必須注冊(cè)對(duì)應(yīng)消息的處理函數(shù)。（6）默認(rèn)消息處理函數(shù)指針。（7）消息頭。

參考文獻(xiàn)

[1]Bird Intern Articles on Routing Software Openwrt[M].Hephaestus Books，2011：115-120.

[2]Jim Brown.Articles on Routers[M].Hephaestus Books，2011：45-59.

[3]Andrew.Network Security Hacks Lockhart[M].USA：Media Inc，2006：245-230.endprint

摘 要：OpenWrt是一款基于Linux內(nèi)核的開(kāi)源路由器操作系統(tǒng)，文章研究?jī)?nèi)容是，利用Linux進(jìn)程間通信中的命名管道方法，設(shè)計(jì)一系列接口函數(shù)，提供消息的注冊(cè)、注銷(xiāo)、發(fā)送、接收。使消息傳遞在簡(jiǎn)單、方便的同時(shí)，也能滿(mǎn)足路由器系統(tǒng)的要求。這種函數(shù)庫(kù)稱(chēng)為消息總線(xiàn)。

關(guān)鍵詞：進(jìn)程間通信（IPC）；Linux；消息總線(xiàn)

1 消息總線(xiàn)設(shè)計(jì)需求

D-Bus消息總線(xiàn)是面向桌面系統(tǒng)設(shè)計(jì)，接口豐富，但占用資源較多。重新設(shè)計(jì)的消息總線(xiàn)將滿(mǎn)足占用系統(tǒng)資源少，且可以滿(mǎn)足路由器軟件系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)發(fā)需求。消息總線(xiàn)（Message Bus，以后簡(jiǎn)稱(chēng)M-Bus）模塊作為路由器軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件模塊，M-Bus被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。M-Bus自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。M-Bus底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。M-Bus在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用M-Bus庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。

2 消息總線(xiàn)總體設(shè)計(jì)

消息總線(xiàn)被設(shè)計(jì)成了一個(gè)為路由器操作系統(tǒng)各應(yīng)用程序提供模塊間通信的唯一上層平臺(tái)。消息總線(xiàn)自身被抽象化成一個(gè)提供進(jìn)程間通信方法的函數(shù)功能庫(kù)，負(fù)責(zé)路由器軟件系統(tǒng)各模塊間的消息轉(zhuǎn)發(fā)和消息廣播，實(shí)現(xiàn)的方式是向整個(gè)系統(tǒng)提供C的API接口以供其他應(yīng)用程序調(diào)用。消息總線(xiàn)底層是使用套接字、信號(hào)量、管道等Linux基本進(jìn)程間通信方法進(jìn)行封裝。消息總線(xiàn)在消息處理方式是消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)。消息的直接轉(zhuǎn)發(fā)使用命名管道來(lái)實(shí)現(xiàn)，參與通信的各個(gè)進(jìn)程直接調(diào)用消息總線(xiàn)庫(kù)函數(shù)，各個(gè)應(yīng)用程序根據(jù)自身注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的消息處理函數(shù)，做出下一步的動(dòng)作。消息總線(xiàn)包括以下三個(gè)子模塊：（1）消息總線(xiàn)的接口集合，包括消息的發(fā)送、消息的接收、消息發(fā)送者與接收者的登記等一系列消息總線(xiàn)能夠提供的API函數(shù)。（2）消息總線(xiàn)的守護(hù)進(jìn)程。（3）消息總線(xiàn)內(nèi)部工作處理，為上層API函數(shù)提供基礎(chǔ)。路由器的各應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用消息總線(xiàn)的API函數(shù)來(lái)使用消息總線(xiàn)的功能。消息總線(xiàn)提供了本地資源初始化、銷(xiāo)毀本地資源、注冊(cè)、卸載、發(fā)送消息、接收消息、登記消息處理等API函數(shù)。消息總線(xiàn)中所定義的消息，是進(jìn)程間傳遞數(shù)據(jù)的載體，消息的定義遵循以下原則：（1）每個(gè)消息都有自身的名字，消息的名字表示要發(fā)送的消息是什么命令。（2）消息的名字在系統(tǒng)中是唯一的。（3）系統(tǒng)能處理消息的種類(lèi)的能力是有限的。各個(gè)模塊收到消息后會(huì)跟據(jù)消息的名字執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)，（4）消息具有統(tǒng)一定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括消息頭、攜帶數(shù)據(jù)、消息上下文（Context）。消息的名字（也可稱(chēng)為消息的類(lèi)型）作為消息頭中的一個(gè)數(shù)據(jù)域的形式存在。

3 消息總線(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

消息的自身是數(shù)據(jù)傳遞的載體并且消息具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)。消息結(jié)構(gòu)組織分為兩類(lèi)：一類(lèi)是各模塊之間通信的消息結(jié)構(gòu)；另一類(lèi)是各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)。

其中，消息頭被定義成各模塊間通信的唯一結(jié)構(gòu)，各模塊間的通信是通過(guò)解析消息頭來(lái)提取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。而各模塊本地維護(hù)的消息結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為消息上下文，每個(gè)模塊都會(huì)有自身的消息上下文，由各個(gè)模塊自己組織與管理，與外界隔離。圖1描述了消息頭的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

圖1 消息頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息頭中包含以下定義內(nèi)容：（1）消息的發(fā)送者：定義該消息是由哪個(gè)模塊發(fā)送的，路由器所有模塊的名稱(chēng)均用宏定義。（2）當(dāng)前進(jìn)程PID：該消息的發(fā)送進(jìn)程的PID。（3）消息的名字：該消息發(fā)的是什么指令。（4）消息的同步：當(dāng)接收進(jìn)程收到消息后需要做反饋操作，回復(fù)發(fā)送進(jìn)程進(jìn)行收到確認(rèn)。如果不做同步操作則不需要回復(fù)。（5）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：消息所攜帶的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。（6）攜帶數(shù)據(jù)起始位：所攜帶數(shù)據(jù)的起始位地址。起始位地址加上所攜帶數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度就可以表示該消息攜帶的所有數(shù)據(jù)，即消息的消息體。作者稱(chēng)各模塊自身維護(hù)的消息為本地消息，描述本地消息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為消息上下文，路由器軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊（每個(gè)應(yīng)用程序）自身只能存在一個(gè)消息上下文。設(shè)計(jì)消息上下文的原因在于是想把使用消息總線(xiàn)的所有數(shù)據(jù)與操作方式都組織到一起，然后封裝成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行描述。每個(gè)應(yīng)用程序注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的時(shí)候，都會(huì)生成自身的消息上下文。圖2描述了消息上下文的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。

圖2 消息上下文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

消息上下文中包括了以下內(nèi)容：（1）注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的應(yīng)用程序自身名字。名字由字符串表示，系統(tǒng)中所有的應(yīng)用程序名字均使用宏進(jìn)行定義。（2）當(dāng)前注冊(cè)到消息總線(xiàn)上的進(jìn)程ID。進(jìn)程ID用于表示消息總線(xiàn)使用者的身份。（3）當(dāng)前接收消息的文件描述符。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程新注冊(cè)到消息總線(xiàn)上時(shí)，該文件描述符設(shè)置為-1。當(dāng)該進(jìn)程參與消息的發(fā)送或接收時(shí)，該文件描述符表示文件操作句柄。（4）進(jìn)程退出函數(shù)指針，typedef void（*pf_user_exit）（void）。當(dāng)一個(gè)已在消息總線(xiàn)上注冊(cè)過(guò)的進(jìn)程想要從消息總線(xiàn)上卸載時(shí)，調(diào)用自身定義的退出函數(shù)實(shí)現(xiàn)退出。（5）消息處理函數(shù)指針。當(dāng)應(yīng)用程序收到消息時(shí)解析該消息，根據(jù)解析到的消息名字調(diào)用相對(duì)應(yīng)的消息處理函數(shù)。當(dāng)應(yīng)用程序向消息總線(xiàn)上注冊(cè)時(shí)，必須注冊(cè)對(duì)應(yīng)消息的處理函數(shù)。（6）默認(rèn)消息處理函數(shù)指針。（7）消息頭。

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