Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Мы можем обойти как XTI, так и сокеты, и использовать непосредственно TPI. В этом разделе мы заново перепишем код нашего простого клиента времени и даты с использованием TPI вместо сокетов (сокетная версия представлена в листинге 1.1). Если провести аналогию с языками программирования, то использование XTI или сокетов можно сравнить с программированием на языках высокого уровня, таких как С или Pascal, а непосредственно TPI — с программированием на ассемблере. Мы не являемся сторонниками непосредственного использования TPI в реальной жизни. Но понимание того, как работает TPI, и написание примера с использованием этого протокола позволит нам глубже понять, как работает библиотека сокетов в потоковой среде.

В листинге 31.1[1] показан наш заголовочный файл tpi_daytime.h.

Листинг 31.1. Наш заголовочный файл tpi_daytime.h

//streams/tpi_daytime.h

 1 #include "unpxti.h"

 2 #include <sys/stream.h>

 3 #include <sys/tihdr.h>

 4 void tpi_bind(int, const void*, size_t);

 5 void tpi_connect(int, const void*, size_t);

 6 ssize_t tpi_read(int, void*, size_t);

 7 void tpi_close(int);

Нам нужно включить еще один дополнительный заголовочный файл помимо <sys/tihdr.h>, содержащего определения структур для всех сообщений TPI.

Листинг 31.2. Функция main для нашего клиента времени и даты с использованием TPI

//streams/tpi_daytime.c

 1 #include "tpi_daytime.h"

 2 int

 3 main(int argc, char **argv)

 4 {

 5  int fd, n;

 6  char recvline[MAXLINE + 1];

 7  struct sockaddr_in myaddr, servaddr;

 8  if (argc != 2)

 9   err_quit("usage: tpi_daytime <Ipaddress>");

10  fd = Open(XTI_TCP, O_RDWR, 0);

11  /* связываем произвольный локальный адрес */

12  bzero(&myaddr, sizeof(myaddr));

13  myaddr.sin_family = AF_INET;

14  myaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

15  myaddr.sin_port = htons(0);

16  tpi_bind(fd, &myaddr, sizeof(struct sockaddr_in));

17  /* заполняем адрес сервера */

18  bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

19  servaddr.sin_family = AF_INET;

20  servaddr.sin_port = htons(13); /* сервер времени и даты */

21  Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

22  tpi_connect(fd, &servaddr, sizeof(struct sockaddr_in));

23  for (;;) {

24   if ((n = tpi_read(fd, recvline, MAXLINE)) <= 0) {

25    if (n == 0)

26     break;

27    else

28    err_sys("tpi_read error");

29   }

30   recvline[n] = 0; /* завершающий нуль */

31   fputs(recvline, stdout);

32  }

33  tpi_close(fd);

34  exit(0);

35 }

10-16 Мы открываем устройство, соответствующее поставщику транспортных служб (обычно /dev/tcp). Мы заполняем структуру адреса сокета Интернета значениями INADDR_ANY и 0 (для порта), указывая тем самым TCP связать произвольный локальный адрес с нашей точкой доступа. Мы вызываем свою собственную функцию tpi_bind (которая будет приведена чуть ниже) для выполнения этого связывания.

17-22 Мы заполняем другую структуру адреса сокета Интернета, внося в нее IP-адрес сервера (из командной строки) и порт (13). Мы вызываем нашу функцию tpi_connect для установления соединения.

23-33 Как и в случае других клиентов времени и даты, мы просто копируем данные, пришедшие по соединению, в стандартный поток вывода, останавливаясь при получении признака конца файла, присланного сервером (например, сегмент FIN). Мы сделали этот цикл похожим на тот, который использовался в коде сокетного клиента (см. листинг 1.1), поскольку наша функция tpi_read при нормальном завершении соединения на стороне сервера будет возвращать нулевое значение. Затем мы вызываем нашу функцию tpi_close для того, чтобы закрыть эту точку доступа.

Наша функция tpi_bind показана в листинге 31.3.

Листинг 31.3. Функция tpi_bind: связывание локального адреса с точкой доступа

//streams/tpi_bind.c

 1 #include "tpi_daytime.h"

 2 void

 3 tpi_bind(int fd, const void *addr, size_t addrlen)

 4 {

 5  struct {

 6   struct T_bind_req msg_hdr;

 7   char addr[128];

 8  } bind_req;

 9  struct {

10   struct T_bind_ack msg_hdr;

11   char addr[128];

12  } bind_ack;

13  struct strbuf ctlbuf;

14  struct T_error_ack *error_ack;

15  int flags;

16  bind_req.msg_hdr.PRIM_type = T_BIND_REQ;

17  bind_req.msg_hdr.ADDR_length = addrlen;

18  bind_req.msg_hdr.ADDR_offset = sizeof(struct T_bind_req);

19  bind_req.msg_hdr.CONIND_number = 0;

20  memcpy(bind_req.addr, addr, addrlen); /* sockaddr_in{} */

21  ctlbuf.len = sizeof(struct T_bind_req) + addrlen;

22  ctlbuf.buf = (char*)&bind_req;

23  Putmsg(fd, &ctlbuf, NULL, 0);

24  ctlbuf.maxlen = sizeof(bind_ack);

25  ctlbuf.len = 0;

26  ctlbuf.buf = (char*)&bind_ack;

27  flags = RS_HIPRI;

28  Getmsg(fd, &ctlbuf, NULL, &flags);

29  if (ctlbuf.len < (int)sizeof(long))

30   err_quit("bad length from getmsg");

31  switch (bind_ack.msg_hdr.PRIM_type) {

32  case T_BIND_ACK:

33   return;

34  case T_ERROR_ACK:

35   if (ctlbuf.len < (int)sizeof(struct T_error_ack))

36    err_quit("bad length for T_ERROR_ACK");

37   error_ack = (struct T_error_ack*)&bind_ack.msg_hdr;

38   err_quit("T_ERROR_ACK from bind (%d, %d)",

39    error_ack->TLI_error, error_ack->UNIX_error);

40  default:

41   err_quit("unexpected message type: %d", bind_ack.msg_hdr.PRlM_type);

42  }

43 }

16-20 Заголовочный файл <sys/tihdr.h> определяет структуру T_bind_req:

struct T_bind_req {

 long          PRIM_type;     /* T_BIND_REQ */

 long          ADDR_length;   /* длина адреса */

 long          ADDR_offset;   /* смещение адреса */

 unsigned long CONIND_number; /* сообщения о соединении */

 /* далее следует адрес протокола для связывания */

};

Все запросы TPI определяются как структуры, начинающиеся с поля типа long. Мы определяем свою собственную структуру bind_req, начинающуюся со структуры T_bind_req, после которой располагается буфер, содержащий локальный адрес для связывания. TPI ничего не говорит о содержимом буфера — оно определяется поставщиком. Поставщик TCP предполагает, что этот буфер содержит структуру sockaddr_in.

Мы заполняем структуру T_bind_req, устанавливая элемент ADDR_length равным размеру адреса (16 байт для структуры адреса сокета Интернета), а элемент ADDR_offset — равным байтовому сдвигу адреса (он следует непосредственно за структурой T_bind_req). У нас нет гарантии, что это местоположение соответствующим образом выровнено для записи структуры sockaddr_in, поэтому мы вызываем функцию memcpy, чтобы скопировать структуру вызывающего процесса в нашу структуру bind_req. Мы присваиваем элементу CONIND_number нулевое значение, потому что мы находимся на стороне клиента, а не на стороне сервера.

21-23 TPI требует, чтобы только что созданная нами структура была передана поставщику как одно сообщение M_PROTO. Следовательно, мы вызываем функцию putmsg, задавая структуру bind_req в качестве управляющей информации, без каких-либо данных и с флагом 0.

24-30 Ответом на наш запрос T_BIND_REQ будет либо сообщение T_BIND_ACK, либо сообщение T_ERROR_ACK. Сообщения, содержащие подтверждение, отправляются как сообщения с высоким приоритетом (M_PCPROTO), так что мы считываем их при помощи функции getmsg с флагом RS_HIPRI. Поскольку ответ является сообщением с высоким приоритетом, он получает преимущество перед всеми обычными сообщениями в потоке.

Эти два сообщения выглядят следующим образом:

struct T_bind_ack {

 long          PRIM_type;     /* T_BIND_ACK */

 long          ADDR_length;   /* длина адреса */

 long          ADDR_offset;   /* смещение адреса */

 unsigned long CONIND_number; /* индекс подключения для помещения

                                 в очередь */

};

 /* затем следует связанный адрес */

struct T_error_ack {

 long PRIM_type;  /* T_ERROR_ACK */

 long ERROR_prim; /* примитивная ошибка ввода */

 long TLI_error;  /* код ошибки TLI */

 long UNIX_error; /* код ошибки UNIX */

};

В начале каждого сообщения указан его тип, так что мы можем начать считывать ответ, предполагая, что это сообщение T_BIND_ACK, а затем, прочитав его тип, обрабатывать его тем или иным способом. Мы не ждем никаких данных от поставщика, поэтому третий аргумент функции getmsg мы задаем как пустой указатель.