А. Робачевский - Операционная система UNIX (1114671), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Это значит, что файловый дескриптор од!ного процесса может адресовать совершенно другой файл, нежели файловыйдескриптор с таким же номером, используемый другим процессом. Процессполучает файловый дескриптор с помощью ряда системных вызовов, на!пример,иливыполняющих операцию трансляции имени, врезультате которой выделяемый файловый дескриптор адресует определен!ный(илии, соответственно, файл файловой системы.На рис.показаны основные структуры ядра, необходимые для доступапроцесса к файлу.Рис.
4.12. Внутренние структуры доступа к файлуФайловый дескриптор, используемый для доступа процесса к файлу, явля!ется индексом таблицы файловых дескрипторов (file descriptor table). Каж!дый процесс имеет собственную таблицу файловых дескрипторов, котораярасположена в егоНа рис. 4.12 показаны два процесса, каждый изкоторых использует собственную таблицу файловых дескрипторов.Каждая активная запись этой таблицы, представляющая открытый файл,адресует запись системной файловой таблицы (systemtable), в которойхранятся такие параметры, как режим доступа к файлу (запись, чтение,добавление и т.
д.), текущее смещение в файле (файловый указатель), атакже указатель па vnode этого файла. Системная файловая таблица одна исовместно используется всеми процессами.Как следует из рис. 4.12, несколько записей системной файловой таблицымогут адресовать один и тот же файл, который представлензаписью в таблице vnode.www.books-shop.com306Глава 4. ФайловаяФайловые дескрипторыФайловый дескриптор представляет собой неотрицательное целое число,возвращаемое системными вызовами, такими какилиpipe(2). После получения файлового дескриптора процесс может использо!вать его для дальнейшей работы с файлом, например с помощью систем!ных вызововилиЯдро обеспечивает работу процесса с файлами, используя различныеструктуры данных, часть из которых расположена впроцесса.
На!помним, что эта область описывается структурой user. В табл. 4.7 приве!дены поля структуры user, которые используются ядром для обеспечениядоступа процесса к файлу.Таблица 4.7. Поля структуры user, связанные с файловым дескрипторомПолеОписаниеУказатель на системную файловую таблицуФлаги файлового дескриптораФайловый дескриптор связан с этими двумя полями и, таким образом,обеспечивает доступ к соответствующему элементу файловой таблицы(структуре данныхВ настоящее время в качестве единственного флага файлового дескриптораопределен флагЕсли этот флаг установлен, то производитсязакрытие файлового дескриптора (аналогично явному вызовупривыполнении процессом системного вызоваПри этом для запу!щенной программы не происходит наследования файлового дескриптора идоступа к файлу.Более старые версии UNIX используют статическую таблицу дескрипто!ров, которая целиком хранится в u!area.
Номер дескриптора является ин!дексом этой таблицы. Таким образом, размер таблицы, которая обычносодержит 64 элемента, накладывает ограничение на число одновременнооткрытых процессом файлов. В современных версиях таблица размещаетсядинамически и может увеличиваться при необходимости. Следует, однако,иметь в виду, что и в этом случае максимальное число одновременно от!крытых файлов регламентируется пределомкоторый рас!сматривался в разделе "Ограничения" главы 2. В некоторых версиях, на!пример, Solaris 2.5, данные файловых дескрипторов хранятся не в видетаблицы, а в виде блоков структур uf_entry, поля которой аналогичныприведенным в табл. 4.7.Содержимое таблицы дескрипторов процесса можно посмотреть с помо!щью утилитыКомандапокажет содержимое u!area процсс!www.books-shop.comк файловой системе307са.
Например, для текущего командного интерпретатора мы получим сле!дующую информацию:crash== stdout> proc #8591PROC TABLE SIZE = 1498SLOT STSIDNAME FLAGS121 s 8591 8589 8591 8591 286 48 bash load> user 121PER PROCESS USER AREA FOR PROCESS 121PROCESScommand: bash, psargs: bashstart: PO24 18:11:31 1997mem:type: execof current directory: f5b95e40OPEN FILES, POFILE FLAGS, AND THREAD REFCNT:F Oxf62b6030, 0, 0F Oxf62b6030, О, ОF Oxf62b6030, О, О0022RESOURCE LIMITS:cpu time: unlimited/unlimitedfile size: unlimited/unlimitedswap size: 2147479552/2147479552stack size: 8388608/2147479552size: unlimited/unlimitedfile descriptors: 64/1024addressunlimited/unlimitedSIGNAL DISPOSITION:Файловая таблицаПоля файлового дескриптора u _ o f i l e исодержат начальнуюинформацию, необходимую для доступа процесса к данным файла.
До!полнительная информация находится в системной файловой таблице итаблице индексных дескрипторов. Для обеспечения доступа процесса кданным файла ядро должно полностью создать цепочку от файлового де!скриптора до vnode и, соответственно, до блоков хранения данных, какпоказано на рис. 4.12.Каждый элемент файловой таблицы содержит информацию, необходимуюдля управления работой с файлом. Если несколько процессов открываютодин и тот же файл, каждый из них получает собственный элемент файло!вой таблицы, хотя все они будут работать с одним и тем же файлом.
Важ!поля элемента файловой таблицы приведены ниже:www.books-shop.comГлава 4. Файловая308ПолеОписаниеf_flagФлаги,FREADФайл открыт только для чтения. То же, что и O_RDONLY при открытиифайла.при открытии файла (системные вызовы ореп(2),Каждая операция с файлом проверяется на допустимость со%гласно указанным режимам. Другими словами, если процесс открылфайл только для чтения (флаг FREAD), ему будет отказано в операциизаписи, даже если он имеет на это необходимые права доступа.Файл открыт только на запись.
То же, что ифайла.при открытииFAPPENDРежим добавления. Перед началом операции записи файловый ука%затель будет установлен в конец файла. То же, что и O_APPEND приоткрытии файла.FNONBLOCK,Возврат без блокирования. Системный вызов не будет ожидать за%вершения операции. То же, что иилипри от%крытии файла.FSYNCОбеспечить синхронизацию с соответствующими дисковыми структу%рами для метаданных и данных файла при совершении операции за%писи. То же, что и o_SYNC при открытии файла.FDSYNCОбеспечить синхронизацию с соответствующими дисковыми структу%рами только для данных файла при совершении операции записи.
Тоже, что ипри открытии файла.FRSYNCСовместно с флагами FCYNC и FDSYNC определяет процесс синхрони%зации для соответствующих компонентов файла при операции чтения.Число файловых дескрипторов, адресующих данный элемент файло%вой таблицы. Один и тот же элемент файловой таблицы может совме%стно использоваться при дублировании дескрипторов с помощью сис%темного вызоваили в результатеfУказатель на виртуальный индексный дескриптор файла.f_of f setТекущее смещение в файле. Начиная с этого места будет произведе%на следующая операция чтения или записи.Для иллюстрации обсуждения продолжим работу с утилитойСпомощью команды user в предыдущем разделе были получены адреса эле!ментов файловой таблицы для стандартного ввода (fd=0), вывода (fd=l) ивывода сообщений об ошибках (fd=2).
Заметим, что все они указывают наодин и тот же элемент. С помощью команды file исследуем его содержимое:> file Oxf62b6030ADDRESS RCNT TYPE/ADDROFFSETf62b6030 9 SPEC/f5e91clc15834> vnode f5e91clcVCNTVFSPVTYPE20f5c6b2aOсFLAGSread writeRDEV24,26VDATAVFILOCKS0www.books-shop.comк файловой системеПоскольку это специальный файл устройства (об этом свидетельствует по!ле TYPE элемента файловой таблицы), поле(VDATA)указы!вает не нафайловой системыа на— индексный дескрип!тор логической файловой системы specfs, обслуживающей специальныефайлы устройств. Более подробно этот интерфейс будет рассматриваться вглаве.
Таким образом, для продолжения путешествия по струк!турамядра, следует обратиться к snode, адрес которого указан вполе> snode f5e91c18SNODE TABLE SIZE = 256HASHSLOTf5f992e8f636b27cNEXTR SIZEООCOUNTОFLAGSup acПоле(REALVP) указывает на vnode файла реальной файловойсистемы (в данном случае ufs). Поэтому далее поиск аналогичен проде!ланному при исследовании таблицы монтирования.> vnode f5f992e8VFSP20f02865700>UFS INODE TABLE SIZE =SLOT MAJ/MIN32,24317329 2> !i 317329VTYPEсLINK1286RDEV24,267VDATAf5f992eOSIZE0MODE6200FLAGSrf317329В результате мы определили имя специального файла устройства (в дан!ном случае — это псевдотерминал), на которое производится ввод и выводкомандного интерпретатора.Блокирование доступа к файлуТрадиционно архитектура файловой подсистемы UNIX разрешаетскольким процессам одновременный доступ к файлу для чтения и записи.Хотя операции записи и чтения, осуществляемые с помощью системныхвызововилиявляются атомарными, в U N I X по у м о л ч а н и юотсутствует синхронизация между отдельными вызовами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
