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) (, ).

Доступ к драйверам STREAMS осуществляется с помощью коммутатора символьных устройств — таблицы

. Каждая запись этой таблицы имеет поле , которое равно для обычных символьных устройств. Для драйверов STREAMS это поле хранит указатель на структуру драйвера. Таким образом, через коммутатор устройств ядро имеет доступ к структуре драйвера, 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 , 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 —

. В свою очередь находит требуемый элемент коммутатора и обнаруживает, что поле ненулевое. Тогда она вызывает процедуру подсистемы STREAMS , 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

, 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 структур головного модуля также указывают на . Поля очередей указывают на структуры , 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

используется для заполнения полей соответствующих структур queue драйвера указателями на процедурные интерфейсы очередей чтения и записи.

В завершение вызывается функция

драйвера. При последующих операциях открытия потока функция последовательно вызовет функции 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

этой функции служит для встраивания модулей, а команда — для извлечения модулей из потока. Приведем типичный сценарий конструирования потока:

В этом примере процесс открыл поток /dev/stream, а затем последовательно встроил модули module1 и module2. Заметим, что команда

системного вызова ioctl(2) встраивает модуль непосредственно после головного модуля. После выполнения операций ввода/вывода, процесс извлек модули и закрыл поток. [64]