15. RPC - Remote Procedure Call

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1 15. RPC - Remote Procedure Call Historisch gesehen eine Vorstufe für RMI (Vorsicht bei Stub-Namen!). Für die Implementierung von Klienten-Server Szenarien. Berücksichtigt heterogene Umgebungen bezüglich: - Betriebssystemplattformen, - Byteanordnungen, - Containergrößen. Nachbildung eines lokalen Prozeduraufrufes: - Über Rechnergrenzen und Adressräume hinweg, - Synchrone Aufrufssemantik, - Übergabe von Parametern, - Rückgabe des Resultats, - Aber kein Kontext. Klient Client-Stub marshall unmarshall Server Server-Stub marshall unmarshall Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 1

2 15.1 RPC-Programmherstellung: *.c, *.acf, *.idl-dateien, MIDL, Stubs, C, Linker, Run time Client.c Interf.acf Interf.idl Server.c MIDL Compiler Interf_C.C (stub) Interf.h Interf_S.C (stub) C Compiler Client.obj. Server.obj C Compiler Interf_C.obj Interf_S.obj Client run time Linker Linker Server run time Client.exe Server.exe Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 2

3 15.2 Attribute Configuration File interf.acf : [ implicit_handle(handle_t string_ifhandle) ] interface Interf { } Mit implicit_handle benutzt das RPC Laufzeitsystem immer die spezifizierte globale Variable: RPC Library Implicit handle explicit_handle erlaubt verschiedene Remote-Interfaces per RPC anzusprechen, eventuell unter Verwendung unterschiedlicher Stubs: void ExplicitRemoteProcX( handle_t whichserver, [string] char * printmsg); auto_handle erledigt die Bindung automatisch und wählt zwischen explizit und impliziter RPC Handle, je nachdem, ob beim Prozeduraufruf ein Prozedurparameter erscheint Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 3

4 15.3 Interface Definition File interf.idl : Spezifiziert die Schnittstelle der Remote-Prozedur auf dem Server, Universally Unique Identifier mit Programm uuidgen erzeugen, Schnittstelle hat nur Routinen, ist also kein Objekt, IDL als erweiterte Datendeklaration in C, Kein strenges Typenkonzept. [ uuid(5afeb070-d4d5-11d f6c), version (1.0), ] interface Interf { void Print( [in, string] unsigned char *pszstring); } IDL Klient Server Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 4

5 15.4 Parameterübergabe und IDL-Attribute Marshalling: Konvertierung zwischen Hostformat & Netzwerkformat. Verschiedene Datentypen als maschinenunabhängiges Format: - boolean, byte, char, double, float, hyper, long, short, small, wchar_t - Stringformat berücksichtigen, - Containergrössen, - Byte-Order: Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 5

6 Übergabe von Zeigern in den fremden Adressraum: - Übergabe dynamischer Strukturen nur mit sogenannter "Pointer Emulation", - Parameter-Übergabe nötigenfalls nach dem Prinzip von Copy-Restore, - Referenz-Zeiger sind konstant und enthalten nie den Wert NULL, - Unique-Zeiger dürfen im Zeitpunkt des Aufrufs Null sein, lassen aber eine Allozierung des zurückgelieferten Parameterobjektes zu, - Full-Pointer zeigen auf ein Objekt, auf welches es auch Alias-Zeiger geben darf, - Kein automatische Hüllenbildung. Übergabemodell für Werte und Zeiger: - Als Kopie des Wertes, - Als Adresse des Wertes, - Als Adresse der Zeigervariablen, - Als Menge aller Zeiger auf das Objekt. "Hallo Server!" Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 6

7 Parametertransport mit speziellen Attributen: - [string, ] mit Nullcharacter abgeschlossener String, - [out, ] nur auf dem Rückweg übertragen, - [in,...] nur auf dem Hinweg übertragen. Weitere Attributfunktionen: - size_is(..), max_is, min_is, first_is, last_is, length_is - zum Beispiel für einen Array variabler Größe: [in] [out] Server // weiteres IDL-Dateibeispiel size_is // Name des Attributes, muss separat deklariert werden interface RPC_Array // vgl. Hamilton & Williams "Windows NT4.0..." SAMS Verlag { extern short Size; // im Klientenprogramm angesiedelt void myarrayproc( [in, size_is(size)] char Array[*] ) // Array variabler Größe } Attribute für RPC Binding-Handles: - [auto_handle] interface myservices, - [implicit_handle(handle_t InterfHdl] interface fixedservice ), - [explicit_handle] verlangt beim RPC einen zusätzlichen Handle-Parameter. Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 7

8 15.5 Quellprogramm client.c: Argument auf der Befehlszeile enthält einen auszugebenden String. Durch MIDL erzeugte Interface-Headerdatei mitcompilieren. u.a. der Interface Handle ist in der Headerdatei versteckt. Bind( )-Funktion für Windows-RPC: - Zeichenkette zusammenstellen mit den nötigen Binde-Parametern, - Je nach gewähltem Protokoll Verbindung implizit aufbauen, - Viele Protokollvarianten wählbar über eine Kennung; - Z.B. "ncagn_np" für Microsoft Named Pipes #include <stdlib.h> // File Client.c #include <stdio.h> #include <windows.h> #include "..\interf.h" void main(int argc, char **argv){ // Cmndline Argument implied! RPC_STATUS status; // status of RPC unsigned char *pszstringbinding=null; // binding handle as string unsigned char *pszstring = &argv[1]; // string to print Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 8

9 // make a concatenated string to feed the binding function - ignore errors here status = RpcStringBindingCompose(NULL, "ncacn_np", // proto.seq.=named-pipe NULL, // network-address (half open) "\\pipe\\hello", NULL, // end-point (pipe name) &pszstringbinding ); // the combined string status = RpcBindingFromStringBinding( pszstringbinding, &string_ifhandle); // now do the RPC RpcTryExcept { Print(pszString); } // try our remote print function, use RPC-Macro RpcExcept(1) // every exception is handled here { printf("runtime reported exception 0x%lx\n", RpcExceptionCode() ); } RpcEndExcept // end the try block, use RPC-Macro //might need to free the strings allocated by the RPC run-time library status = RpcStringFree(&pszStringBinding); // should check for error status = RpcBindingFree(&string_IfHandle); // should check for error exit(0); } // allocate and free memory for an RPC client object (here string) void RPC_FAR * RPC_USER midl_user_allocate(size_t len){ return (malloc(len)); } void RPC_USER midl_user_free(void RPC_FAR *ptr) { free(ptr); } Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 9

10 Protokollsequenz auswählen Quellprogramm server.c: Server-Interface registrieren. Handle wird durch Midl deklariert. Server einschalten zur Entgegennahme von RPCs - concurrently. Server stoppen, keine weiteren RPCs. Registrierung wieder entfernen. Allozierungsroutinen für die Laufzeitumgebung bereitstellen: - Objekte beim Aufruf allozieren, - Beim Rücksprung freigeben. #include <stdlib.h> // >>>>>>>> Datei Server.c (Teil 1) <<<<<<<<<<<<< #include <stdio.h> #include <windows.h> #include "..\string.h" // name of the remote interface void Print(unsigned char *pszstring) { printf("rpc: %s\n", pszstring); } // rpc exported func Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 10

11 void main(int argc, char **argv) { // >>>>> Datei Server.c (Teil 2) <<<< RPC_STATUS status; // result status of RPC // tells the RPC library to use the specified protocol sequence combined // with the specified endpoint for receiving remote procedure calls. status = RpcServerUseProtseqEp("ncacn_np", 20, // named-pipe, # of concurrent calls "\\pipe\\hello", NULL ); // end-point name, security descr. // register interface with the RPC library status = RpcServerRegisterIf(string_ServerIfHandle, // interface to register (created by midl) NULL, NULL ); // nil UUID, default entry-point-vector // start the RPC server, ignore errors! status = RpcServerListen( 1, 20, 1); // concurrent calls in [1..20], don't wait getchar(); // wait for any key to shutdown server status = RpcMgmtStopServerListening(NULL); // shutdown and stop listening status = RpcServerUnregisterIf( NULL,NULL,FALSE ); // unregister any interface // interface to unregister, unregister interface for all UUIDs, shutdown without wait // allocates and frees memory for an RPC client object (here string) void RPC_FAR * RPC_USER midl_user_allocate(size_t len) { return malloc(len); } void RPC_USER midl_user_free(void RPC_FAR *ptr) { free( ptr ); } Verteilte Betriebssysteme, 2003/2004, VS, Universität Ulm 11