Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Структура streamtabиспользуется ядром для доступа к точкам входа драйвера или модуля — к процедурам его очередей xx open(), xx close(), xx put()и xx service(). Для этого streamtabсодержит 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 qinitопределяет процедуры, необходимые для обработки сообщений вверх и вниз по потоку (очередей чтения и записи). Функции xx open()и xx close()являются общими для всего модуля и определены только для очереди чтения. Все очереди модуля имеют ассоциированную с ними процедуру xx put(), в то время как процедура xx service()определяется только для очередей, реализующих управление передачей. Каждая структура qinitтакже 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).

Доступ к драйверам STREAMS осуществляется с помощью коммутатора символьных устройств — таблицы cdevsw[]. Каждая запись этой таблицы имеет поле d_str, которое равно NULLдля обычных символьных устройств. Для драйверов STREAMS это поле хранит указатель на структуру streamtabдрайвера. Таким образом, через коммутатор устройств ядро имеет доступ к структуре streamtabдрайвера, а значит и к его точкам входа. Для обеспечения доступа к драйверу из прикладного процесса необходимо создать файловый интерфейс — т.е. специальный файл символьного устройства, старший номер которого был бы равен номеру элемента cdevsw[], адресующего точки входа драйвера.

Поток создается при первом открытии с помощью системного вызова специального файла устройства, ассоциированного с драйвером STREAMS. Как правило, процесс создает поток в два этапа: сначала создается элементарный поток, состоящий из нужного драйвера и головного модуля (являющегося обязательным приложением), а затем производится встраивание дополнительных модулей для получения требуемой функциональности.

Процесс открывает поток с помощью системного вызова open (2) , передавая ему в качестве аргумента имя специального файла устройства. При этом ядро производит трансляцию имени и обнаруживает, что адресуемый файл принадлежит файловой системе specfs, через которую в дальнейшем производятся все операции работы с файлом. В памяти размещается vnode этого файла и вызывается функция открытия файла для файловой системы specfs — spec_open(). В свою очередь spec_open()находит требуемый элемент коммутатора cdevsw[]и обнаруживает, что поле d_strненулевое. Тогда она вызывает процедуру подсистемы STREAMS stropen(), которая отвечает за размещение головного модуля и подключение драйвера. После выполнения необходимых операций поток приобретает вид, изображенный на рис. 5.22.

Рис. 5.22. Структура потока после открытия

Головной модуль представлен структурой stdata, которая выполняет роль интерфейса между потоком и ядром системы при выполнении операций чтения, записи и управления. Индексный дескриптор vnode содержит указатель на эту структуру. Поля q_ptrструктур queueголовного модуля также указывают на stdata. Поля q_qinfoочередей queueуказывают на структуры qinit, адресующие общие для всех головных модулей функции, реализованные самой подсистемой STREAMS.

Очереди чтения и записи драйвера связываются с соответствующими очередями головного модуля. Информация, хранящаяся в структуре streamtabиспользуется для заполнения полей q_qinfoсоответствующих структур queue драйвера указателями на процедурные интерфейсы очередей чтения и записи.

В завершение вызывается функция xx open()драйвера. При последующих операциях открытия потока функция stropen()последовательно вызовет функции xx open()каждого модуля и драйвера, тем самым информируя их, что другой процесс открыл тот же поток, и позволяя разместить соответствующие структуры данных для обработки нескольких каналов одновременно. Обычно открытие потоков производится через драйвер клонов.