この記事からの続きです。

RTAIで何が出来るか？の「IPC」編その２です。

• メールボックス

についてまとめます。

なお、RTAI入門（２）のタスクのリアルタイム化は、全ての基礎となっています。ですから、ここだけはご一読をお勧めします。

メールボックス

概要

ＲＴＡＩには、リアルタイムに動作する「タスク」というものがあります。これは要するにスレッドがリアルタイム化したようなものです。

この「タスク」間でデータをやりとりするための機構の１つに「メールボックス」というものがあります。

図１　メールボックスに対して、データを入れたり、データを取り出したりできる

メールボックスには次のような特徴があります

• メールボックスはＦＩＦＯのようなもの。何バイトのバッファがあるかは、メールボックス作成時に決定できる。
• メールボックスは、複数スレッド間、および複数プロセス間で、共有できる
• タスクは、メールボックスに対してデータを送信できる
  （送ったデータを、だれがどう取り出すかについては、送信タスクは関与しない）
• タスクは、メールボックスからデータを取り出す事ができる
  （どこの誰が送ってきたタスクなのか？については、受信タスクは関与しない）

要するに、ＲＴＡＩが用意してくれたＦＩＦＯです。複数プロセス間でも共有できるので、複数のアプリを協調動作させる際にも有効です。

データのやりとり

メールボックスは、そこに何バイト入っているか？だけが重要です。それが何回にわけて送られたものなのか？は認識しません。

図２　最初に１バイト。次に２バイトを、メールボックスに送信した

たとえば、からっぽのメールボックスに対して、まず１バイト送信したとしましょう。次に２バイト送信しました。

さて問題です。メールボックスには何バイト入っているでしょう？答えは簡単、３バイトです。

こんどはメールボックスからデータを取り出すとします。このとき、メールボックスにある３バイトが、１回で一気に送られたものなのか、２回に分けて送られたものなのか、それとも３回なのか、それは受け取り側は認識しません。

ですから、このメールボックスから３バイト欲しい！とリクエストすると、ごそっと一気に３バイト受け取れます。

あるいは、このメールボックスから１バイト欲しい！とリクエストすると、１バイト受け取れます。それを３回繰り返して計３バイト取得する事も可能です。

このように送信の「区切り」のようなものは見えなくなります。ですから、そういった区切りはアプリケーション側で何とかする必要があります。

メッセージのように区切りを意識しつつ、メールボックスのように複数データをわーっと扱えるような機構があると便利なのですが・・・残念ながらＲＴＡＩには用意されていません。

メールボックスとタスク挙動

メッセージの場合、

• メッセージが送信できるまでブロックする
• メッセージが受信できるまでブロックする

という風に振る舞います。（メッセージの振る舞いについては、こちらを参照してください）

メールボックスも同様で、基本的には

• メールボックスに、全データを送信できるまでブロックする
• メールボックスから、全データを取り出せるまでブロックする

という仕組みになっています。

しかし、これだけではありません。メッセージと同様、

• 送信（受信）できなければ、すぐに諦める
• 送信（受信）できなければ、一定時間だけブロックして、それでもダメなら諦める

というようなＡＰＩも用意されています。更に、

• 送れる分だけ送って（受け取れる分だけ受信して）、それ以上は諦める

というモードもあります。

メッセージとメールボックスの違いを整理

メッセージとメールボックスの違いを整理すると、次のようになります。

実体

• メッセージは、あるタスクから別のタスクへと、直接データを渡します。
• メールボックスは、タスクとは完全に独立した存在です。そのため、まず始めにメールボックスを作成する必要があります

データ形式

• メッセージは、たとえば６０バイト送信したら、受け手も６０バイト受信します
• メールボックスは、たとえば６０バイト書いたとして、受け手が何バイト受信するかは分かりません。受け手が読みたいバイト数だけ読みに行きます

データ受け渡し方式

• メッセージを送信しようとすると、受け手が読んでくれるまで先に進めません
• メールボックスに書き込んだらすぐに先に進めます。メールボックスから誰がいつ読みだすかは、書き手は関与しません

次回

次回はIPC編その３として、共有メモリ、FIFO、セマフォについて書きます