Операционная система UNIX

□ 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:

С помощью этого вызова головной модуль формирует сообщение, состоящее из управляющей части

и данных, передаваемых в блоках . Содержимое сообщения передается с помощью указателей на структуру — для управляющего блока и для блоков данных.

Структура

имеет следующий формат:

где

не используется, — размер передаваемых данных, — указатель на буфер.

С помощью аргумента

процесс может передавать экстренные сообщения, установив флаг .

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

и , при этом сохраняются границы сообщений. Например, если полученное сообщение состоит из блока и нескольких блоков , вызов getmsg(2) корректно разделит сообщение на две части: управляющую информацию и собственно данные.

Вызов getmsg(2) имеет вид:

С помощью вызова getmsg(2) прикладной процесс может получить сообщение, причем его управляющие и прикладные данные будут помещены в буферы, адресуемые

и соответственно. Так же как и в случае putmsg(2) эти указатели адресуют структуру , которая отличается только тем, что поле определяет максимальный размер буфера, a устанавливается равным фактическому числу полученных байтов. По умолчанию getmsg(2) получает первое полученное сообщение, однако с помощью флага , установленного в переменной, адресуемой аргументом , 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:

, и . Связь между ними представлена на рис. 5.21.

Рис. 5.21. Конфигурационные данные драйвера (модуля) STREAMS

Структура

используется ядром для доступа к точкам входа драйвера или модуля — к процедурам его очередей , , и . Для этого содержит два указателя на структуры , соответственно, для обработки сообщений очереди чтения и записи. Два других указателя, также на структуры , используются только для мультиплексоров для обработки команды , используемой при конфигурации мультиплексированного потока. Каждая структура определяет процедуры, необходимые для обработки сообщений вверх и вниз по потоку (очередей чтения и записи). Функции и являются общими для всего модуля и определены только для очереди чтения. Все очереди модуля имеют ассоциированную с ними процедуру , в то время как процедура определяется только для очередей, реализующих управление передачей. Каждая структура также имеет указатель на структуру , которая обычно определяется для всего модуля и хранит базовые значения таких параметров, как максимальный и минимальный размеры передаваемых пакетов данных (, ), значения ватерлиний (, ), а также идентификатор и имя драйвера (модуля) (, ).