作为一个集群系统,节点之间要经常合作,不时的散布和收集负载信息,获取其它节点的情况。另外,我们也已经看到,在MOSIX中,一个迁移进程实际上是由deputy和remote两部分组成的。Deputy和remote是两个单独的进程,分别位于不同的节点,但在逻辑上,它们却是看出一个独立的进程的。它们之间经常要通过频繁的通讯来合作。因此,通信机制是至关重要的。MOSIX提供了一个连接层抽象(linker
layer),在套接字接口之上封装了一层,提供了一系列类似BSD
SOCKET的接口函数用于在进程间接收和发送MOSIX相关数据的。MOSIX连接是位于内核中的,对用户态进程是不可见的。
作为一个集群系统,MOSIX中的每个节点都被分配一个唯一的节点号,节点号是一个整型值,从1开始连续分配的。0表示的是当前节点。通过节点号抽象,可以很方便的定位某个节点。但是通过网络发送和接收数据,都是以IP地址来寻找节点的。因此,MOSIX系统提供了一系列函数用于在节点号和IP地址间的互相转换和匹配。每个节点在/etc/目录下都存在着一个配置文件mosix.map,保存着整个集群系统节点的IP地址信息。该文件的每一行都包含3个域,分别为节点范围的起始号,IP地址或主机名,该范围中的节点数目。例如某系统的配置文件如下:
机器MOSIX_4的IP为172.26.4.22。在这个系统中,节点1的IP为172.26.4.138。
节点2,3的IP则分别为172.26.4.139,172.26.4.140。节点4的IP则为172.26.4.22。
MOSIX中,每个进程的控制块中都保持着一条MOSIX连接contact(struct
mosix_link
*contact),用于deputy和remote之间的通讯。进程的remote部分可以在节点间多次迁移,但是deputy总能根据它的contact连接来定位remote部分;remote也能根据它的contact连接和deputy部分通讯合作。对于未迁移的进程,contact总是为NULL。
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comm_open():为MOSIX 通讯打开一条连接
mosix_link * comm_open(int mos, mosix_addr *maddr, unsigned long
timo)
如果mos > 0,则连接到第#mos号节点上的迁移守护进程。
如果mos = COMM_TOADDR,则连接maddr->saddr中给定的地址。
如果mos = COMM_ACCEPT,则打开一个SOCKET,并且可以接受连接。
如果mos = COMM_MIGD,则为迁移守护进程设置SOCKET。
如果mos = COMM_INFOD,则为信息守护进程设置SOCKET。
如果mos = COMM_LOOSE,则允许连接多个守护进程。
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comm_use() :为进程设置新的连接并返回旧的连接
mosix_link *comm_use(struct task_struct *p, mosix_link
*mlink)
进程p将使用mlink连接进行通讯。
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comm_close():关闭Mosix通讯连接
void comm_close(mosix_link *mlink)
调用comm_shutdown(mlink)关闭对连接的写入,然后通过sock_release(mlink->sock)释放该连接上的套接字。
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comm_accept() :在Mosix通讯套接字上接受连接
int comm_accept(mosix_link *ml, mosix_link **mlp, mosix_addr *ma,
unsigned long t)
接受建立连接请求,mlp指向建立的新连接,连接的另一端的地址保存在ma中。
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comm_waitaccept() :在Mosix通讯套接字上接受连接
static int
comm_waitaccept()comm_waitaccept()调用comm_accept接收连接请求并建立一条新的连接,然后comm_use这条新的连接并关闭旧的连接。
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comm_send() :发送一条消息 (head + data)
int comm_send(int type, void *head, int hlen, void *data, int dlen,
int uspace)
如果要发送的数据来自用户空间(uspace),且可能会导致远程page-fault(!dirty_all_remote_pages),则先把数据从用户空间拷入内核,然后检查地址范围的有效性(!ucache_ok)。
如果type & COMM_MFREGS或则type &
COMM_MFIDENT,则分别通过comm_packregs(0,
0)和comm_packident(0)进行压缩,可能产生选项数据。
将数据按照消息格式组装起来,然后调用套接字操作集上的sendmsg操作将消息发送出去。
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comm_sendto() :发送一个数据报
int comm_sendto(int mos, void *data, int len, mosix_link *mlink,
mosix_addr *to)
通过mlink连接,发送len长的数据到to指明的地址,发送的数据在data中。
to指明目的地址,如果为空,则数据是发送给节点mos上的负载信息守护进程(INFO_DAEMON)。
调用套接字操作集上的sendmsg操作将消息发送到指定的地址。
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comm_dorecv() :从连接中可靠的读取数据
int comm_dorecv(struct socket *sock, struct msghdr *msg, int
len)
根据msg,通过调用套接字操作集上的recvmsg操作从网络连接上读取数据。它读的是字节流,并没有格式的。
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comm_recv() :接收消息头
int comm_recv(void **headp, int *hlen)
如果当前进程的连接处于等待接受连接请求状态(COMM_WAITACCEPT),则等待直到接受请求。然后通过comm_dorecv()接收消息头长度(COMM_HLEN)的数据,得到消息头的实际长度(hlen+olen),然后准备空间存放消息头数据(comm_mkhead),再通过comm_dorecv()接收实际的消息头数据,并根据其中的信息,调用不同的解压处理程序。因为为了减少传输的数据量,消息数据发送前都经过了压缩。
如果有数据COMM_MFDATA,则将数据长度保存在连接的数据长度中(mlink->dlen
=
header.dlen),这样,随后调用comm_copydata和comm_recvdata时,我们将知道应该能够从网络中读取多少数据。
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comm_copydata():从消息中拷贝数据
int comm_copydata(void *data, int len, int uspace)
返回0表示成功。
从消息中拷贝长度为len的数据。读入的数据保存在data指向的buffer中。Uspace表明data是指向用户空间还是内核空间。成功时返回0。
如果要data指向用户空间(uspace),且会导致远程page-fault(!dirty_all_remote_pages),则返回内存不足错误。
如果连接中不存在数据,但是隐藏数据缓冲区不为空,则从隐藏数据缓冲区拷贝len长数据到data中。否则则通过comm_dorecv函数从网络中读取数据。
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comm_recvdata():从连接中将所有数据读取到已分配缓冲区中/*
int comm_recvdata(void **data) 返回0表示成功。
如果连接中存在隐藏数据(COMM_HIDEDATA),则data指向隐藏数据缓冲区,然后置连接的隐藏数据缓冲区为NULL。
否则,调用comm_malloc分配内存,通过comm_dorecv试图将连接所有的数据(mlink->dlen)都接收放入到其中。data将指向分配的内存缓冲区。
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comm_recvfrom():接收数据报
int comm_recvfrom(void *data, int len, mosix_link *mlink,
mosix_addr *from, unsigned long timo)
读取长为len的数据放在data中,from返回接收数据报的源地址。timo指明超时值,单位为微秒。返回接收数据的长度(
>0)或者错误。
调用套接字操作集上的recvmsg操作来接收数据,数据报的源地址返回在from中。如果接收到数据,则通过net_to_mos检查该源地址是否属于MOSIX节点。
如果不属于MOSIX节点,则comm_recvfrom()返回错误。
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comm_free() :释放不再被使用的消息头或数据。
void comm_free(void *head)
如果当前进程的该连接是COMM_INFOLINK,则释放head,返回。
首先检查head是否超出连接消息头范围。如果head指向消息头的起始地址,则标记该消息头不再被使用(~COMM_HEADINUSE)。否则释放head所指的内存空间。
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comm_mkhead() :准备指定大小的消息头空间
void *comm_mkhead(int hlen)
从内核中分配hlen大小的GFP_KERNEL内存空间,mlink->head指向分配的起始地址。
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comm_flushdata():清空前一个消息剩余的数据
void comm_flushdata(int dlen)
如果当前连接是隐藏数据(mlink->flags &
COMM_HIDEDATA),则从隐藏数据中flush长度为dlen的数据。否则,调用comm_dorecv从连接中读取长度为dlen的数据。
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comm_peek():检查该连接是否有数据悬挂
int comm_peek(void)
调用套接字操作集上的poll函数来判断是否有数据悬挂。
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comm_poll():等待直到有通讯事件、中断或MOSIX事件产生
int comm_poll(int mask, int interruptible, unsigned long
timo)
interruptible指明是否可以被中断,timeo设置等待超时时间。
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comm_wait() :等待消息到达或者MOSIX事件产生
int comm_wait(void)
返回1表示消息到达,返回0则表示先产生了一个事件。
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comm_send_urgent():使用紧急数据(OOB)发送事件通知
int comm_send_urgent(void)
紧急事件通知只能由代理发送。MOSIX中将OOB数据定为0xdb。它只发送一个字节的有效数据(0xdb),通过将msghdr的msg_flags标志位设置MSG_OOB|MSG_NOSIGNAL来表示紧急情况。
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comm_test_urgent():检查是否悬挂了紧急数据(OOB)
int comm_test_urgent(void)
通过设置MSG_OOB|MSG_PEEK|MSG_DONTWAIT|MSG_NOSIGNAL属性来调用套接字操作集上的recvmsg操作来接收数据。如果接收到的长度为1且等于0xdb,则表明悬挂了紧急数据。
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comm_take_urgent():从流中取出悬挂的OOB数据,以免被转化为普通数据处理
void comm_take_urgent(void)
调用者必须确保流中没有其它的数据。
首先以MSG_OOB|MSG_DONTWAIT|MSG_NOSIGNAL属性读取一字节,判断是否有OOB数据,然后设置套接字SO_OOBINLINE选项为on,让带外数据保留在正常的输入队列中。然后调用套接字操作集上的recvmsg操作来读取这一个字节的带外数据。最后关闭套接字的SO_OOBINLINE选项。