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RFC-0156：流附加模式

RFC-0156：数据流附加模式
状态	已接受
区域	内核
说明	向数据流添加了附加模式。
问题	88678
Gerrit 更改	664693
作者	cdrllrd@google.com
审核人	jamesr@google.com abarth@google.com rashaeqbal@google.com csuter@google.com
提交日期（年-月-日）	2022-04-06
审核日期（年-月-日）	2022-04-20

修改此 RFC

修改 RFC 元数据

摘要

此 RFC 建议通过向数据流添加附加模式并从 zx_stream_writev 中移除附加选项来修改数据流 API。

设计初衷

流附加选项 ZX_STREAM_APPEND 目前仅在 C++ VFS 中用于为 memfs 实现 fuchsia.io/File.Write。所有 memfs 流都位于 FIDL 连接的服务器端，其中连接的附加模式已知。在这种特定情况下，访问附加模式以选择性地将 ZX_STREAM_APPEND 传递给每个 zx_stream_writev 调用是可行的。

通过为用户空间分页器实现回写，可以将数据流发送到 FIDL 连接的客户端，从而显著提高 IO 性能。使用当前的流 API 将流移至客户端时，fdio 需要跟踪连接的附加模式。

设计

概览

此设计的目标是避免在 fdio 中跟踪附加模式，并使流 API 更符合 POSIX 规范。

除了处理附加内容的方式外，流 API 与 POSIX 中的文件读取、写入和跳转非常相似。在 POSIX 中，可以通过将 O_APPEND 传递给 open 以附加模式打开文件。在附加模式下对文件的所有 POSIX write 调用都与使用 ZX_STREAM_APPEND 选项的 zx_stream_writev 类似。

向流添加附加模式可避免 fdio 存储附加模式，并且更符合 POSIX 规范。添加此方法后，不再需要为 zx_stream_writev 提供 ZX_STREAM_APPEND 选项。

API 更改

此 RFC 包含 3 项 API 变更：

将添加一个名为 ZX_STREAM_MODE_APPEND 的 zx_stream_create 新选项。使用 ZX_STREAM_MODE_APPEND 创建的数据流将处于附加模式。对追加模式下的流的所有 zx_stream_writev 调用都将像向 zx_stream_writev 调用传递 ZX_STREAM_APPEND 一样运行。
系统会添加一个名为 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 的新属性。此属性对于 fdio 使用 F_SETFL 和 O_APPEND 实现 fcntl 至关重要。
- ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 的值类型为 uint8_t。
- 使用 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 和值 0 调用 zx_object_set_property 会使流退出附加模式。
- 使用 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 和 0 以外的任何值调用 zx_object_set_property 会将流置入附加模式。
- 对于使用 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 的 zx_object_get_property 调用，如果流处于附加模式，则该属性的值为 1；如果流不处于附加模式，则该属性的值为 0。
zx_stream_writev 的 ZX_STREAM_APPEND 选项将被移除。

实现

此 RFC 将通过 3 项 Gerrit 更改来实现：

将 ZX_STREAM_MODE_APPEND 和 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 添加到流 API。
将 C++ VFS 从 ZX_STREAM_APPEND 迁移到 ZX_STREAM_MODE_APPEND 和 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND
从流式传输 API 中移除了 ZX_STREAM_APPEND 选项。

性能

此提案应该不会对性能产生影响。

工效学设计

将附加模式存储在数据流中会使数据流 API 与开发者已经熟悉的 fuchsia.io/Directory.Open 和 open 内嵌在一起。

安全注意事项

无。

隐私注意事项

无。

测试

我们将编写核心测试来运行新 API，包括使用多个线程的测试。

memfs 使用的现有 fs_test 套件已包含附加相关测试，这些测试应能捕获迁移期间的任何潜在回归问题。

文档

Zircon 数据流文档将随 API 的更改而更新。

缺点、替代方案和未知情况

替代方案：在 fdio 中存储附加模式

将连接的附加模式直接存储在 fdio 中，并按原样使用流 API。

在数据流中存储附加模式是首选，因为它与 POSIX 中的附加方式一致。

替代方案：为 `zx_stream_writev` 保留 `ZX_STREAM_APPEND`

支持流的文件系统通常会通过将请求内部分派给流来实现 fuchsia.io/File.Read、Write 和 Seek。每个连接都已跟踪其附加模式，以便响应 GetFlags 请求，这使得将 ZX_STREAM_APPEND 与 zx_stream_writev 搭配使用非常方便。

移除 ZX_STREAM_APPEND 会强制文件系统使连接的附加模式与数据流的附加模式保持同步，这并不难。与保留 ZX_STREAM_APPEND 相比，缩减 API Surface 区域并与 POSIX 匹配更为理想。

在先技术和参考文档

带有 ZX_STREAM_MODE_APPEND 的 zx_stream_create 类似于 POSIX 中带有 O_APPEND 的 open。

带有 ZX_PROP_STREAM_MODE_APPEND 的 zx_object_set_property 类似于带有 POSIX 中的 F_SETFL 和 O_APPEND 的 fcntl。