Уильям Стивенс - UNIX: разработка сетевых приложений

Листинг 24.3. Принимающая программа, в которой (ошибочно) используется функция select для уведомления о получении внеполосных данных

//oob/tcprecv02.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int listenfd, connfd, n;

6 char buff[100];

7 fd_set rset, xset;

8 if (argc == 2)

9 listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], NULL);

10 else if (argc ==3)

11 listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], NULL);

12 else

13 err_quit("usage: tcprecv02 [ ] ");

14 connfd = Accept(listenfd, NULL, NULL);

15 FD_ZERO(&rset);

16 FD_ZERO(&xset);

17 for (;;) {

18 FD_SET(connfd, &rset);

19 FD_SET(connfd, &xset);

20 Select(connfd + 1, &rset, NULL, &xset, NULL);

21 if (FD_ISSET(connfd, &xset)) {

22 n = Recv(connfd, buff, sizeof(buff) - 1, MSG_OOB);

23 buff[n] =0; /* завершающий нуль */

24 printf("read OOB byte: %s\n", n, buff);

25 }

26 if (FD_ISSET(connfd, &rset)) {

27 if ((n = Read(connfd, buff, sizeof(buff) - 1)) == 0) {

28 printf("received EOF\n");

29 exit(0);

30 }

31 buff[n] = 0; /* завершающий нуль */

32 printf("read bytes: %s\n", n, buff);

33 }

34 }

35 }

15-20 Процесс вызывает функцию select, которая ожидает получения либо обычных данных (набор дескрипторов для чтения, rset), либо внеполосных (набор дескрипторов для обработки исключений, xset). В обоих случаях полученные данные выводятся.

Если мы запустим эту программу, а затем — программу для отправки, которая приведена в листинге 24.1, то столкнемся со следующей ошибкой:

freebsd4 % tcprecv02 9999

read 3 bytes: 123

read 1 OOB byte: 4

recv error: Invalid argument

Проблема заключается в том, что функция selectбудет сообщать об исключительной ситуации, пока процесс не считает данные, находящиеся за отметкой внеполосных данных (то есть после них [128, с. 530-531]). Мы не можем считывать внеполосные данные больше одного раза, так как после первого же их считывания ядро очищает буфер, содержащий один байт внеполосных данных. Когда мы вызываем функцию recv, устанавливая флаг MSG_OOBво второй раз, она возвращает ошибку EINVAL.

Чтобы решить эту проблему, нужно вызывать функцию selectдля проверки на наличие исключительной ситуации только после того, как будут приняты все обычные данные. В листинге 24.4 показана модифицированная версия принимающей программы из листинга 24.3. В этой версии описанный сценарий обрабатывается корректно.

Листинг 24.4. Модификация программы, приведенной в листинге 24.3. Функция select применяется для проверки исключительной ситуации корректным образом

//oob/tcprecv03.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 main(int argc, char **argv)

4 {

5 int listenfd, connfd, n, justreadoob = 0;

6 char buff[100];

7 fd_set rset, xset;

8 if (argc == 2)

9 listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], NULL);

10 else if (argc == 3)

11 listenfd = Tcp_1isten(argv[1], argv[2], NULL);

12 else

13 err_quit("usage: tcprecv03 [ ] ");

14 connfd = Accept(listenfd, NULL, NULL);

15 FD_ZERO(&rset);

16 FD_ZERO(&xset);

17 for (;;) {

18 FD_SET(connfd, &rset);

19 if (justreadoob == 0)

20 FD_SET(connfd, &xset);

21 Select(connfd + 1, &rset, NULL, &xset, NULL);

22 if (FD_ISSET(connfd, &xset)) {

23 n = Recv(connfd, buff, sizeof(buff) - 1, MSG_OOB);

24 buff[n] = 0; /* завершающий нуль */

25 printf("read %d OOB byte: %s\n", n, buff);

26 justreadoob = 1;

27 FD_CLR(connfd, &xset);

28 }

29 if (FD_ISSET(connfd, &rset)) {

30 if ((n = Read(connfd, buff, sizeof(buff) - 1)) == 0) {

31 printf("received EOF\n");

32 exit(0);

33 }

34 buff[n] = 0; /* завершающий нуль */

35 printf("read %d bytes: %s\n", n, buff);

36 justreadoob = 0;

37 }

38 }

39 }

5 Мы объявляем новую переменную с именем justreadoob, которая указывает, какие данные мы считываем — внеполосные или обычные. Этот флаг определяет, нужно ли вызывать функцию selectдля проверки на наличие исключительной ситуации.

26-27 Когда мы устанавливаем флаг justreadoob, мы также должны выключить бит соответствующего дескриптора в наборе для проверки исключительных ситуаций.

Теперь программа работает так, как мы ожидали.

С приемом внеполосных данных всегда связана так называемая отметка внеполосных данных ( out-of-bandmark ). Это позиция в потоке обычных данных на стороне отправителя , соответствующая тому моменту; когда посылающий процесс отправляет байт, содержащий внеполосные данные. Считывая данные из сокета, принимающий процесс путем вызова функции sockatmarkопределяет, находится ли он в данный момент на этой отметке.

#include

int sockatmark(int sockfd );

Возвращает: 1, если находится на отметке внеполосных данных: 0, если не на отметке; -1 в случае ошибки

Эта функция появилась в POSIX. Разработчики стандарта POSIX стремятся заменить отдельными функциями все вызовы ioctl с различными параметрами.

В листинге 24.5 показана реализация этой функции с помощью поддерживаемого в большинстве систем параметра SIOCATMARKфункции ioctl.

Листинг 24.5. Функция sockatmark реализована с использованием функции ioctl

//lib/sockatmark.c

1 #include "unp.h"

2 int

3 sockatmark(int fd)

4 {

5 int flag;

6 if (ioctl(fd, SIOCATMARK, &flag) < 0)

7 return (-1);

8 return (flag != 0 ? 1 : 0);

9 }

Отметка внеполосных данных применима независимо от того, как принимающий процесс получает внеполосные данные: вместе с обычными данными (параметр сокета SO_OOBINLINE) или отдельно (флаг MSG_OOB). Отметка внеполосных данных часто используется для того, чтобы принимающий процесс мог интерпретировать получаемые данные специальным образом до тех пор, пока он не дойдет до этой отметки.

Далее мы приводим простой пример, иллюстрирующий следующие две особенности отметки внеполосных данных:

1. Отметка внеполосных данных всегда указывает на один байт дальше конечного байта обычных данных. Это означает, что, когда внеполосные данные получены вместе с обычными, функция sockatmarkвозвращает 1, если следующий считываемый байт был послан с флагом MSG_OOB. Если параметр SO_OOBINLINEне включен (состояние по умолчанию), то функция sockatmarkвозвращает 1, когда следующий байт данных является первым байтом, посланным следом за внеполосными данными.

2. Операция считывания всегда останавливается на отметке внеполосных данных [128, с. 519–520]. Это означает, что если в приемном буфере сокета 100 байт, но только 5 из них расположены перед отметкой внеполосных данных, то когда процесс выполнит функцию read, запрашивая 100 байт, возвратятся только 5 байт, расположенные до этой отметки. Эта вынужденная остановка на отметке позволяет процессу вызвать функцию sockatmark, которая определит, находится ли указатель буфера на отметке внеполосных данных.