□ Трансляцию данных, передаваемых процессом с помощью системных вызовов, в сообщения и передачу их вниз по потоку.
□ Сообщение об ошибках и отправление сигналов процессам, связанным с потоком.
□ Распаковку сообщений, переданных вверх по потоку, и копирование данных в пространство ядра или задачи.
Процесс передает данные потоку с помощью системных вызовов write(2) и putmsg(2). Системный вызов write(2), представляющий собой унифицированный интерфейс передачи данных любым устройствам, позволяет производить передачу простых данных в виде потока байтов, не сохраняя границы логических записей. Системный вызов putmsg(2), предназначенный специально для работы с потоками, позволяет процессу за один вызов передать управляющее сообщение и данные. Головной модуль преобразует эту информацию в единое сообщение с сохранением границ записи.
Системный вызов putmsg(2) имеет вид:
#include <stropts.h>
int putmsg(int fildes, const struct strbuf *ctlptr,
const struct strbuf* dataptr, int flags);
С помощью этого вызова головной модуль формирует сообщение, состоящее из управляющей части
M_PROTO
и данных, передаваемых в блоках
M_DATA
. Содержимое сообщения передается с помощью указателей на структуру
strbuf
—
ctlptr
для управляющего блока и
dataptr
для блоков данных.
Структура
strbuf
имеет следующий формат:
struct strbuf {
int maxlen;
int len;
void *buf;
}
где
maxlen
не используется,
len
— размер передаваемых данных,
buf
— указатель на буфер.
С помощью аргумента
flags
процесс может передавать экстренные сообщения, установив флаг
RS_HIPRI
.
В обоих случаях головной модуль формирует сообщение и с помощью функции canput(9F) проверяет, способен ли следующий вниз по потоку модуль, обеспечивающий механизм управления передачей, принять его. Если canput(9F) возвращает истинный ответ, сообщение передается вниз по потоку с помощью функции putnext(9F), а управление возвращается процессу. Если canput(9F) возвращает ложный ответ, выполнение процесса блокируется, и он переходит в состояние сна, пока не рассосется образовавшийся затор. Заметим, что возврат системного вызова еще не гарантирует, что данные получены устройством. Возврат из write(2) или putmsg(2) свидетельствует лишь о том, что данные были успешно скопированы в адресное пространство ядра, и в виде сообщения направлены вниз по потоку.
Процесс может получить данные из потока с помощью системных вызовов read(2) и getmsg(2). Стандартный вызов read(2) позволяет получать только обычные данные без сохранения границ сообщений. [63] В отличие от этого вызова getmsg(2) позволяет получать данные сообщений типов
M_DATA
и
M_PROTO
, при этом сохраняются границы сообщений. Например, если полученное сообщение состоит из блока
M_PROTO
и нескольких блоков
M_DATA
, вызов
getmsg(2) корректно разделит сообщение на две части: управляющую информацию и собственно данные.
Вызов getmsg(2) имеет вид:
#include <stropts.h>
int getmsg(int fildes, struct strbuf *ctlptr,
struct strbuf *dataptr, int *flagsp);
С помощью вызова getmsg(2) прикладной процесс может получить сообщение, причем его управляющие и прикладные данные будут помещены в буферы, адресуемые
ctlptr
и
dataptr
соответственно. Так же как и в случае
putmsg(2) эти указатели адресуют структуру
strbuf
, которая отличается только тем, что поле
maxlen
определяет максимальный размер буфера, a
len
устанавливается равным фактическому числу полученных байтов. По умолчанию
getmsg(2) получает первое полученное сообщение, однако с помощью флага
RS_HIPRI
, установленного в переменной, адресуемой аргументом
flagsp
, процесс может потребовать получение только экстренных сообщений.
В обоих случаях, если данные находятся в головном модуле, ядро извлекает их из сообщения, копирует в адресное пространство процесса и возвращает управление последнему. Если же в головном модуле отсутствуют сообщения, ожидающие получения, выполнение процесса блокируется, и он переходит в состояние сна до прихода сообщения.
Когда головной модуль получает сообщение, ядро проверяет, ожидает ли его какой-либо процесс. Если такой процесс имеется, ядро пробуждает процесс, копирует данные в пространство задачи и производит возврат из системного вызова. Если ни один из процессов не ожидает получения сообщения, оно буферизуется в очереди чтения головного модуля.
Доступ к потоку
Как и для обычных драйверов устройств, рассмотренных ранее, прежде чем процесс сможет получить доступ к драйверу STREAMS, необходимо встроить драйвер в ядро системы и создать специальный файл устройства — файловый интерфейс доступа. Независимо от того, как именно осуществляется встраивание (статически с перекомпиляцией ядра, или динамически), для этого используются три структуры данных, определенных для любого драйвера или модуля STREAMS:
module_info
,
qinit
и
streamtab
. Связь между ними представлена на рис. 5.21.
Рис. 5.21. Конфигурационные данные драйвера (модуля) STREAMS
Структура
streamtab
используется ядром для доступа к точкам входа драйвера или модуля — к процедурам его очередей
<i>xx</i>open()
,
<i>xx</i>close()
,
<i>xx</i>put()
и
<i>xx</i>service()
. Для этого
streamtab
содержит два указателя на структуры
qinit
, соответственно, для обработки сообщений очереди чтения и записи. Два других указателя, также на структуры
qinit
, используются только для мультиплексоров для обработки команды
I_LINK
, используемой при конфигурации мультиплексированного потока. Каждая структура
qinit
определяет процедуры, необходимые для обработки сообщений вверх и вниз по потоку (очередей чтения и записи). Функции
<i>xx</i>open()
и
<i>xx</i>close()
являются общими для всего модуля и определены только для очереди чтения. Все очереди модуля имеют ассоциированную с ними процедуру
<i>xx</i>put()
, в то время как процедура
<i>xx</i>service()
определяется только для очередей, реализующих управление передачей. Каждая структура
qinit
также имеет указатель на структуру
module_info
, которая обычно определяется для всего модуля и хранит базовые значения таких параметров, как максимальный и минимальный размеры передаваемых пакетов данных (
mi_maxpsz
,
mi_minpsz
), значения ватерлиний (
mi_hiwat
,
mi_lowait
), а также идентификатор и имя драйвера (модуля) (
mi_idnum
,
mi_idname
).
