UNIX: разработка сетевых приложений

if (write( ... ) != nbytes)
 fprintf(stderr, "write error, errno = %d\n", errno);
 errno = errno_save; /* восстанавливаем значение этой переменной
                        при завершении */
}
В этом коде мы также вызываем функцию 
fprintf
, стандартную функцию ввода-вывода, из обработчика сигнала. Это еще одна проблема повторного вхождения, поскольку многие версии функций стандартной библиотеки ввода-вывода не допускают повторного вхождения: стандартные функции ввода-вывода не должны вызываться из обработчиков сигналов.
Мы вернемся к проблеме повторного вхождения в главе 26 и увидим, как проблема с переменной 
errno
 решается с помощью потоков. В следующем разделе описываются некоторые версии функций имен узлов, допускающие повторное вхождение.
  
11.19. Функции gethostbyname_r и gethostbyaddr_r
 
Чтобы превратить функцию, не допускающую повторное вхождение, такую как 
gethostbyname
, в повторно входимую, можно воспользоваться двумя способами.
1. Вместо заполнения и возвращения статической структуры вызывающий процесс размещает структуру в памяти, и функция, допускающая повторное вхождение, заполняет эту структуру. Эта технология используется для перехода от функции 
gethostbyname
 (которая не допускает повторное вхождение) к функции 
gethostbyname_r
 (которая допускает повторное вхождение). Но это решение усложняется, поскольку помимо того, что вызывающий процесс должен предоставить структуру 
hostent
 для заполнения, эта структура также указывает на другую информацию: каноническое имя, массив указателей на псевдонимы, строки псевдонимов, массив указателей на адреса и сами адреса (см., например, рис. 11.2). Вызывающий процесс должен предоставить один большой буфер, используемый для дополнительной информации, и заполняемая структура 
hostent
 будет содержать различные указатели на этот буфер. При этом добавляется как минимум три аргумента функции: указатель на заполняемую структуру 
hostent
, указатель на буфер, используемый для всей прочей информации, и размер этого буфера. Требуется также четвертый дополнительный аргумент — указатель на целое число, в котором будет храниться код ошибки, поскольку глобальная целочисленная переменная 
h_errno
 больше не может использоваться. (Глобальная целочисленная переменная 
h_errno
 создает ту же проблему повторного вхождения, которая описана нами для переменной 
errno
.)
Эта технология также используется функциями 
getnameinfo
 и 
inet_ntop
.
2. Входящая функция вызывает функцию 
malloc
 и динамически выделяет память. Это технология, используемая функцией 
getaddrinfo
. Проблема при таком подходе заключается в том, что приложение, вызывающее эту функцию, должно вызвать также функцию 
freeaddrinfo
, чтобы освободить динамическую память. Если эта функция не вызывается, происходит утечка памяти: каждый раз, когда процесс вызывает функцию, выделяющую память, объем памяти, задействованной процессом, возрастает. Если процесс выполняется в течение длительного времени (что свойственно сетевым серверам), то потребление памяти этим процессом с течением времени неуклонно растет.
Обсудим функции Solaris 2.x, допускающие повторное вхождение, не используемые для сопоставления имен с адресами, и наоборот (то есть для разрешения имен).
  
#include <netdb.h>
struct hostent *gethostbyname_r(const char *<i>hostname</i>,
struct hostent *<i>result</i>, char *<i>buf</i>, int <i>buflen</i>, int *<i>h_errnop</i>);
struct hostent *gethostbyaddr_r(const char *<i>addr</i>, int <i>len</i>,
 int <i>type</i>, struct hostent *<i>result</i>, char *<i>buf</i>, int <i>buflen</i>,
 int *<i>h_errnop</i>);
<i>Обе функции возвращают: непустой указатель в случае успешного выполнения, NULL в случае ошибки</i>
Для каждой функции требуется четыре дополнительных аргумента. Аргумент 
result
 — это структура 
hostent
, размещенная в памяти вызывающим процессом и заполняемая данной функцией. При успешном выполнении функции этот указатель также является возвращаемым значением.
Аргумент 
buf
 — это буфер, размещенный в памяти вызывающим процессом, a 
buflen
 — его размер. Буфер будет содержать каноническое имя, массив указателей на псевдонимы, строки псевдонимов, массив указателей на адреса и сами адреса. Все указатели в структуре 
hostent
, на которую указывает 
result
, указывают на этот буфер. Насколько большим должен быть этот буфер? К сожалению, все, что сказано в большинстве руководств, это что-то неопределенное вроде «Буфер должен быть достаточно большим, чтобы содержать все данные, связанные с записью узла». Текущие реализации функции 
gethostbyname
 могут возвращать до 35 указателей на альтернативные имена (псевдонимы), до 35 указателей на адреса и использовать буфер размером 8192 байт для хранения альтернативных имен (псевдонимов) и адресов. Поэтому буфер размером 8192 байт можно считать подходящим.
Если происходит ошибка, код ошибки возвращается через указатель 
h_errnop
, а не через глобальную переменную 
h_errno
.
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
К сожалению, проблема повторного вхождения гораздо серьезнее, чем может показаться. Во-первых, не существует стандарта относительно повторного вхождения и функций gethostbyname и gethostbyaddr. POSIX утверждает, что эти две функции не обязаны быть безопасными в многопоточной среде.
 
Во-вторых, не существует стандарта для функций _r. В этом разделе (в качестве примера) мы привели две функции _r, предоставляемые Solaris 2.x. В Linux присутствуют аналогичные функции, возвращающие hostent в качестве аргумента типа значение-результат. В Digital Unix и HP-UX имеются версии этих функций с другими аргументами. Первые два аргумента функции gethostbyname_r такие же, как и в версии Solaris, но оставшиеся три аргумента версии Solaris объединены в новую структуру hostent_data (которая должна быть размещена в памяти вызывающим процессом), а указатель на эту структуру — это третий и последний аргумент. Обычные функции gethostbyname и gethostbyaddr в Digital Unix 4.0 и в HP-UX 10.30 допускают повторное вхождение при использовании собственных данных потоков (см. раздел 23.5). Интересный рассказ о разработке функций _r Solaris 2.x содержится в [70].
 
Наконец, хотя версия функции gethostbyname, допускающая повторное вхождение, может обеспечить безопасность, когда ее одновременно вызывают несколько различных потоков, это ничего не говорит нам о возможности повторного вхождения для лежащих в ее основе функций распознавателя.