Андрей Робачевский - Операционная система UNIX
- Название:Операционная система UNIX
- Автор:
- Жанр:
- Издательство:BHV - Санкт-Петербург
- Год:1997
- Город:Санкт-Петербург
- ISBN:5-7791-0057-8
- Рейтинг:
- Избранное:Добавить в избранное
-
Отзывы:
-
Ваша оценка:
Андрей Робачевский - Операционная система UNIX краткое содержание
Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.
В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).
Для широкого круга пользователей
Операционная система UNIX - читать онлайн бесплатно полную версию (весь текст целиком)
Интервал:
Закладка:
Каждый элемент файловой таблицы содержит информацию, необходимую для управления работой с файлом. Если несколько процессов открывают один и тот же файл, каждый из них получает собственный элемент файловой таблицы, хотя все они будут работать с одним и тем же файлом. Важнейшие поля элемента файловой таблицы приведены ниже:
| Поле | Описание |
|---|---|
f_flag |
Флаги, указанные при открытии файла (системные вызовы open(2) , creat(2) ). Каждая операция с файлом проверяется на допустимость согласно указанным режимам. Другими словами, если процесс открыл файл только для чтения (флаг FREAD), ему будет отказано в операции записи, даже если он имеет на это необходимые права доступа. |
FREAD |
Файл открыт только для чтения. То же, что и O_RDONLYпри открытии файла. |
FWRITE |
Файл открыт только на запись. То же, что и O_WRONLYпри открытии файла. |
FAPPEND |
Режим добавления. Перед началом операции записи файловый указатель будет установлен в конец файла. То же, что и O_APPENDпри открытии файла. |
FNONBLOCK, FNDELAY |
Возврат без блокирования. Системный вызов не будет ожидать завершения операции. То же, что и O_NONBLOCKили O_NDELAYпри открытии файла. |
FSYNC |
Обеспечить синхронизацию с соответствующими дисковыми структурами для метаданных и данных файла при совершении операции записи. То же, что и O_SYNCпри открытии файла. |
FDSYNC |
Обеспечить синхронизацию с соответствующими дисковыми структурами только для данных файла при совершении операции записи. То же, что и O_DSYNCпри открытии файла. |
FRSYNC |
Совместно с флагами FSYNCи FDSYNCопределяет процесс синхронизации для соответствующих компонентов файла при операции чтения. |
f_count |
Число файловых дескрипторов, адресующих данный элемент файловой таблицы. Один и тот же элемент файловой таблицы может совместно использоваться при дублировании дескрипторов с помощью системного вызова dup(2) или в результате fork(2) . |
f_vnode |
Указатель на виртуальный индексный дескриптор файла. |
f_offset |
Текущее смещение в файле. Начиная с этого места будет произведена следующая операция чтения или записи. |
Для иллюстрации обсуждения продолжим работу с утилитой crash(1M) . С помощью команды user в предыдущем разделе были получены адреса элементов файловой таблицы для стандартного ввода (fd=0), вывода (fd=1) и вывода сообщений об ошибках (fd=2). Заметим, что все они указывают на один и тот же элемент. С помощью команды file исследуем его содержимое:
> file 0xf62b6030
ADDRESS RCNT TYPE/ADDR OFFSET FLAGS
f62b6030 9 SPEC/f5e91c1c 15834 read write
> vnode f5e91c1c
VCNT VFSMNTED VFSP STREAMP VTYPE RDEV VDATA VFILOCKS VFLAG
2 0 f0286570 f5c6b2a0 c 24,26 f5e91c18 0 -
Поскольку это специальный файл устройства (об этом свидетельствует поле TYPE элемента файловой таблицы), поле v_data( VDATA) vnode указывает не на inode файловой системы ufs, а на snode — индексный дескриптор логической файловой системы specfs, обслуживающей специальные файлы устройств. Более подробно этот интерфейс будет рассматриваться в следующей главе. Таким образом, для продолжения путешествия по структурам данных ядра, следует обратиться к snode, адрес которого указан в поле VDATA.
> snode f5e91c18
SNODE TABLE SIZE = 256
HASH-SLOT MAJ/MIN REALVP COMMONVP NEXTR SIZE COUNT FLAGS
- 24,26 f5f992e8 f636b27c 0 0 0 up ас
Поле s_realvp( REALVP) указывает на vnode файла реальной файловой системы (в данном случае ufs). Поэтому далее поиск аналогичен проделанному при исследовании таблицы монтирования.
> vnode f5f992e8
VCNT VFSMNTED VFSP STREAMP VTYPE RDEV VDATA VFILOCKS VFLAG
2 0 f0286570 0 с 24,26 f5f992e0 0 -
> ui f5f992e0
UFS INODE TABLE SIZE = 1671
SLOT MAJ/MIN INUMB RCNT LINE UID GID SIZE MODE FLAGS
- 32,24 317329 2 1 286 7 0 c---620 rf
> ! ncheck. -i 317329
/dev/dsk/c0t3d0s0:
317329 /devices/pseudo/pts@0:26
В результате мы определили имя специального файла устройства (в данном случае — это псевдотерминал), на которое производится ввод и вывод командного интерпретатора.
Блокирование доступа к файлу
Традиционно архитектура файловой подсистемы UNIX разрешает нескольким процессам одновременный доступ к файлу для чтения и записи. Хотя операции записи и чтения, осуществляемые с помощью системных вызовов read(2) или write (2) , являются атомарными, в UNIX по умолчанию отсутствует синхронизация между отдельными вызовами. Другими словами, между двумя последовательными вызовами read(2) одного процесса другой процесс может модифицировать данные файла. Это, в частности, может привести к несогласованным операциям с файлом, и как следствие, к нарушению целостности его данных. Такая ситуация является неприемлемой для многих приложений.
UNIX позволяет обеспечить блокирование заданного диапазона байтов файла или записи файла. Для этого служат базовый системный вызов управления файлом fcntl(2) и библиотечная функция lockf(3C) , предназначенная специально для управления блокированием. При этом перед фактической файловой операцией (чтения или записи) процесс устанавливает блокирование соответствующего типа (для чтения или для записи). Если блокирование завершилось успешно, это означает, что требуемая файловая операция не создаст конфликта или нарушения целостности данных, например, при одновременной записи в файл несколькими процессами.
По умолчанию блокирование является рекомендательным (advisory lock). Это означает, что кооперативно работающие процессы могут руководствоваться созданными блокировками, однако ядро не запрещает чтение или запись в заблокированный участок файла. При работе с рекомендательными блокировками процесс должен явно проверять их наличие с помощью тех же функций fcntl(2) и lockf(3C) .
Мы уже встречались с использованием системного вызова fnctl(2) для блокирования записей файла в главе 2. Там же была упомянута структура flock, служащая для описания блокирования. Поля этой структуры описаны в табл. 4.8.
Таблица 4.8. Поля структуры flock
| Поле | Описание |
|---|---|
short l_type |
Тип блокирования: F_RDLCKобозначает блокирование для чтения (read lock), F_WRLCK— блокирование для записи (write lock), F_UNLCKобозначает снятие блокирования. |
short l_whence |
Точка отсчета смещения записи в файле. Может принимать значения, аналогичные рассмотренным при разговоре о функции lseek(2) в главе 2: SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END. |
off_t l_start |
Смещение блокируемой записи относительно точки отсчета, указанной полем l_whence. |
off_t l_len |
Длина блокируемой записи. Нулевое значение l_lenуказывает, что запись всегда распространяется до конца файла, независимо от возможного изменения его размера. |
pid_t l_pid |
Идентификатор процесса, установившего блокирование, возвращаемый при вызове команды GETLK. |
Как следует из описания поля l_typeструктуры flock, существуют два типа блокирования записи: для чтения ( F_RDLCK) и для записи ( F_WRLCK). Правила блокирования таковы, что может быть установлено несколько блокирований для чтения на конкретный байт файла, при этом в установке блокирования для записи на этот байт будет отказано. Напротив, блокирование для записи на конкретный байт должно быть единственным, при этом в установке блокирования для чтения будет отказано.
Интервал:
Закладка:
