DBUS Interprozess-Kommunikation für Embedded-Plattformen

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1 DBUS Interprozess-Kommunikation für Embedded-Plattformen Andreas Schwarz Neratec Solutions AG

2 Firmenprofil Neratec Solutions AG Produkt-Entwicklungen für kundenspezifische elektronische Produkte Produkte für industrielle drahtlose Kommunikation für B2B-Kunden 35 MitarbeiterInnen, 2 Lehrlinge Gegründet 1994 Sitz in Bubikon / Zürcher Oberland Private Key Owners Slide 2

3 Agenda DBus Interprozess-Kommunikation DBus Funktionsweise DBus in Embedded Linux Systemen Fazit Slide 3

4 Interprozess Kommunikation (IPC) IPC spielt in der Applikationsentwicklung eine zentrale Rolle. IPC verbindet Applikationen und Prozesse: Austausch von Daten und Nachrichten Signalisierung und Synchronisation von Prozessen Process 2 Process 1 IPC Mechanism Process 3 Slide 4

5 Interprozess Kommunikation (IPC) Klassische Mechanismen Sockets Shared Memory Pipes Signals Bibliotheken und Dienstprogramme (Middleware) DCOM CORBA viele mehr Slide 5

6 Interprozess Kommunikation (IPC) Herausforderungen einfache und schnelle Integration in Anwendungen offener Standard und gute Verfügbarkeit robust und fehlerfrei gute Analyse- und Wartungsmöglichkeiten sollte verständlich für alle sein Embedded Systeme Schneller deterministischer Datenaustausch Unterstützung für event-basierte Architekturen Gute Portierbarkeit Unterstützung verschiedener Programmiersprachen Slide 6

7 DBus

8 DBus ist.. ein relativ neues IPC System für Linux und Windows Einfacher Nachrichtenaustausch Einheitlicher Middleware-Layer ermöglicht die Kommunikation zwischen: Applikationen Applikationen und dem Betriebssystem heutiger Standard für Desktopsysteme (KDE / Gnome) Schnell Zentrale Einheit Einfach zu integrieren Lokale Kommunikation Aktiv entwickelt durch freedesktop.org Slide 8

9 DBus Kommunikation im Prinzip eine reine Punkt zu Punkt Kommunikation Process 1 verbindungsorientiert nicht transaktionsbasiert unterstützt: Channel Process 2 Methodenaufrufe Signalisierungen Slide 9

10 DBus Kommunikation / Protokoll Conventional Code Description INVALID 0 (ASCII NUL) Not a valid type code BYTE 121 (ASCII 'y') 8-bit unsigned integer BOOLEAN 98 (ASCII 'b') Boolean value INT (ASCII 'n') 16-bit signed integer UINT (ASCII 'q') 16-bit unsigned integer INT (ASCII 'i') 32-bit signed integer UINT (ASCII 'u') 32-bit unsigned integer INT (ASCII 'x') 64-bit signed integer UINT (ASCII 't') 64-bit unsigned integer DOUBLE 100 (ASCII 'd') IEEE 754 double... Slide 10

11 DBus Methoden und Signale Methoden: Synchrone Methodenaufrufe Asynchrone Methodenaufrufe Beliebige Anzahl Parameter (in / out) Unterstützt Exceptions Signalisierungen: Broadcast Publish / Subscriber Prinzip Beliebige Anzahl Parameter (out) Slide 11

12

13 DBus Dämon Kommunikation zwischen mehreren Applikationen Multi Bus System Process 2 Process 1 System Bus Session Bus Bus Process 3 Klare Unterscheidung Systemweit Per Benutzer System Bus Session Bus System wide One for each session Slide 13

14 DBus Anmeldung 1. Verbindungsaufbau zu einem Bus 2. Registrierung des Bus-Namens 3. Objekte und Interfaces stehen zur Verfügung Object Bus-Name org.freedesktop.gps System Bus /GPS Interface : Gps.Interface GPS Slide 14

15 D-Bus Dämon Aufgaben Gemeinsamer Bus verbindet Applikationen Signalisierung (Publish / Subscriber) Prozess Anmeldung und Kontrolle Bus-Name Verwaltung Security (Bus Zugriff) Prozessmanagement Validierung der Nachrichten Slide 15

16 DBus Komponenten DBus Library Low Level API DBus Bindings Qt, GLib Java, C# Python, Perl Application D-Bus Bindings D-Bus Tools DBus Daemon Framwork specific API Qt, GLib, Java, C#, Python, etc. DBus Dämon Bus Daemon D-Bus Library Low-Level API DBus Tools Debug, Monitoring Introspection Slide 16

17 D-Bus in Embedded Linux Systemen

18 D-Bus in Linux Embedded Gadgets Slide 18

19 . D-

20 .

21 Echtzeiteigenschaften Verlässlichkeit praktisch in jedem Linux Umfeld im Einsatz verschiedene Implementationen der Spezifikation Geschwindigkeit ca. 5 mal langsamer als eine Socket Verbindung alle Nachrichten werden jeweils von Prozess zu Prozess kopiert viele Prüfroutinen Event-driven (Signalisierung) Publish / Subscriber Prinzip Das Scheduling wird durch den Kernel durchgeführt. Slide 21

22 Einsatz in Embedded Systemen Linux in Embedded Systemen Android Nokia / Intel Meego Minimal System DBus Core 200k RAM Geringe Packet Abhängigkeiten DBus gettext libexpat glib Slide 22

23 Fazit Unter Linux lassen sich viele Betriebssystem-nahe Services und Applikationen nutzen Sehr gute Verfügbarkeit und eine hohe Zuverlässigkeit Sehr einfach zu benutzen Nicht geeignet für den Transfer von hohen Datenvolumen Breite Unterstützung: Programmiersprachen Script-Sprachen Frameworks Betriebssysteme Embedded Systeme: Geeignet für Event-basierte Systeme Austausch von SteuerungsInformationen Slide 23

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