Книга: UNIX: взаимодействие процессов

15.8. Передача дескрипторов

15.8. Передача дескрипторов

Когда мы говорим о передаче открытого дескриптора от одного процесса другому, обычно подразумевается одно из двух:

? наследование всех открытых дескрипторов родительского процесса дочерним после вызова fork;

? сохранение открытых дескрипторов при вызове exec.

В первом случае процесс открывает дескриптор, вызывает fork, а затем родительский процесс закрывает дескрипторы, предоставляя дочернему возможность работать с ними. При этом открытый дескриптор передается от родительского процесса дочернему.

В современных версиях Unix возможности передачи дескрипторов существенно расширены, и теперь имеется возможность передавать открытый дескриптор от одного процесса другому вне зависимости от их родства. Двери являются одним из существующих интерфейсов для передачи дескрипторов от клиента серверу и от сервера клиенту.

Нужно правильно понимать, что именно подразумевается под передачей дескриптора. На рис. 4.7 сервер открывал файл и копировал его целиком через нижний (на рисунке) канал. Если размер файла 1 Мбайт, через канал будет передан 1 Мбайт данных. Но если сервер передает клиенту дескриптор вместо самого файла, то через канал передается только дескриптор (который содержит небольшое количество информации ядра). Клиент может использовать этот дескриптор для считывания содержимого файла. Чтение файла при этом осуществляется именно клиентом, а сервер осуществляет только открытие файла.

Нужно понимать, что сервер не может просто записать в канал числовое значение дескриптора, как в следующем фрагменте кода:

int fd;
fd = Open(…);
Write(pipefd, &fd, sizeof(int));

Этот подход не работает. Дескрипторы вычисляются для каждого процесса в отдельности. Предположим, что значение дескриптора файла на сервере равно 4. Даже если дескриптор с тем же значением и открыт клиентом, он почти наверняка относится к другому файлу. Единственная ситуация, в которой дескрипторы одного процесса имеют значение для другого процесса, возникает при вызове fork.

Если первый свободный дескриптор сервера имеет значение 4, вызов open вернет именно это значение. Если сервер передает дескриптор 4 клиенту, а у клиента наименьшее свободное значение дескриптора равно 7, нужно, чтобы дескриптор 7 клиента был установлен в соответствие с тем же файлом, что и дескриптор 4 сервера. Рисунки 15.4 в [21] и 18.4 в [23] иллюстрируют, что должно произойти с точки зрения ядра: два дескриптора (4 у сервера и 7 у клиента) должны указывать на один и тот же файл из таблицы ядра. Интерфейсы типа дверей и доменных сокетов Unix скрывают внутренние детали реализации, предоставляя процессам возможность легко передавать дескрипторы друг другу.

Дескрипторы передаются через дверь от клиента серверу путем присваивания полю desc_ptr структуры door_arg_t значения указателя на массив структур типа door_desc_t и помещения в поле desc_num количества этих структур. Дескрипторы передаются от сервера клиенту путем присваивания третьему аргументу door_return значения указателя на массив структур door_desc_t и помещения в четвертый аргумент количества передаваемых дескрипторов:

Рис. 15.4. Сервер файлов, передающий клиенту дескриптор

typedef struct door_desc {
 door_attr_t d_attributes; /* тег объединения */
 union {
  struct { /* верна, если tag = DOOR_DESCRIPTOR */
   int d_descriptor; /* номер дескриптора */
   door_id_t d_id; /* уникальный идентификатор */
  } d_desc;
 } d_data;
} door_desc_t;

Эта структура содержит объединение (union), и первое поле структуры является тегом, идентифицирующим содержимое этого объединения. В настоящий момент определено только одно поле объединения (структура d_desc, описывающая дескриптор), и тег (d_attributes) должен иметь значение DOOR_DESCRIPTOR.

Оглавление книги