Книга: Операционная система UNIX
Создание потока
Создание потока
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_str
ненулевое. 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_ptr
структур queue
головного модуля также указывают на stdata
. Поля q_qinfo
очередей queue
указывают 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 streamtab
используется для заполнения полей q_qinfo
соответствующих структур queue драйвера указателями на процедурные интерфейсы очередей чтения и записи.
В завершение вызывается функция xxopen()
драйвера. При последующих операциях открытия потока функция stropen()
последовательно вызовет функции xxopen()
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.
После открытия потока процесс может произвести встраивание необходимых модулей. Для этого используется системный вызов ioctl(2). Команда I_PUSH
этой функции служит для встраивания модулей, а команда I_POP
— для извлечения модулей из потока. Приведем типичный сценарий конструирования потока:
fd = open("/dev/stream", O_RDWR);
ioctl(fd, I_PUSH, "module1");
ioctl(fd, I_PUSH, "module2");
...
ioctl(fd, I_POP, (char*)0);
ioctl(fd, I_POP, (char*)0);
close(fd);
В этом примере процесс открыл поток /dev/stream, а затем последовательно встроил модули module1 и module2. Заметим, что команда I_PUSH
системного вызова ioctl(2) встраивает модуль непосредственно после головного модуля. После выполнения операций ввода/вывода, процесс извлек модули и закрыл поток.[64]
Поскольку модули описываются такими же структурами данных, что и драйверы, схемы их встраивания похожи. Как и в случае драйверов, для заполнения полей q_qinfo
структур queue используются данные из структуры streamtab
модуля. Для хранения информации, необходимой для инициализации модуля, во многих версиях UNIX используется таблица fmodsw[]
, каждый элемент которой хранит имя модуля и указатель на структуру streamtab
. После установления всех связей вызывается функция xxopen()
модуля.
- Листинг 5.8. (dup2.c) Перенаправление выходного потока канала с помощью функции dup2()
- Создание процесса
- Б.2. Основные функции для работы с потоками: создание и завершение
- 26.2. Основные функции для работы с потоками: создание и завершение потоков
- 4.1. Создание потока
- Этап 3: создание первичного потока, его стека и контекста
- Создание объектов потока:
- Достоинства и недостатки потоков
- Класс StreamReader
- Пример: базовый клиент Web
- Подключаемость канала
- Входные и выходные данные