SysV 消息队列机制与实现详解

源码路径：rk3588/kernel-6.1/ipc/msg.c、msgutil.c
文档目录：linuxDoc/ipc/

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目录

• 一、原理
• 二、数据结构
• 三、实现要点
• 四、msgutil 消息体
• 五、系统调用与限额
• 附录

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一、原理

消息队列以 链表 保存变长消息，发送方 拷贝 数据到内核（非零拷贝共享内存）：

• msgget 创建队列
• msgsnd 入队（可阻塞）
• msgrcv 按 type 规则取消息（SEARCH_EQUAL、<type 等）
• msgctl：STAT、SET、RMID、INFO

适合 小消息、多类型 协调；高吞吐场景更倾向 shm 或 socket。

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二、数据结构

struct msg_queue {
	struct kern_ipc_perm q_perm;
	...
	struct list_head q_messages;
	struct list_head q_receivers;
	struct list_head q_senders;
};

结构	作用
msg_msg	消息头 + 内联或分页数据（msgutil.c）
msg_receiver	阻塞接收者，r_msg 无锁完成路径
msg_sender	阻塞发送者

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三、实现要点

3.1 MSG_BARRIER（与 mqueue 类似）

接收方被唤醒时，r_msg 用 release/acquire 语义设置，使 返回路径可不持锁，降低 contention。

3.2 限额（每 namespace）

参数	sysctl 典型名	含义
msg_ctlmax	msgmax	单条消息最大字节
msg_ctlmnb	msgmnb	队列总字节上限
msg_ctlmni	msgmni	系统队列数上限

percpu_msg_bytes / percpu_msg_hdrs 统计用量；内存热插拔可触发 auto_msgmni 重算。

3.3 安全

security_msg_queue_*、audit 挂钩在关联与操作时。

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四、msgutil 消息体

• alloc_msg / load_msg / store_msg：按页链式 msg_msgseg
• init_ipc_ns：全局初始命名空间（无 IPC_NS 时仍需要）
• DEFINE_SPINLOCK(mq_lock)：与 POSIX mqueue 共享（注释说明单文件编译场景）

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五、系统调用与限额

syscall	说明
msgget
msgsnd / msgrcv	支持 IPC_NOWAIT
msgctl	含 64 位 msqid_ds

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附录

相关：05 POSIX mqueue（不同 API，同属 IPC 命名空间）