5.1 OPEN

5.1 OPEN

Вызов системной функции open (открыть файл) — это первый шаг, который должен сделать процесс, чтобы обратиться к данным в файле. Синтаксис вызова функции open:

fd = open(pathname, flags, modes);

где pathname — имя файла, flags указывает режим открытия (например, для чтения или записи), а modes содержит права доступа к файлу в случае, если файл создается. Системная функция open возвращает целое число[14], именуемое пользовательским дескриптором файла. Другие операции над файлами, такие как чтение, запись, позиционирование головок чтения-записи, воспроизведение дескриптора файла, установка параметров ввода-вывода, определение статуса файла и закрытие файла, используют значение дескриптора файла, возвращаемое системной функцией open.

Ядро просматривает файловую систему в поисках файла по его имени, используя алгоритм namei (см. Рисунок 5.2). Оно проверяет права на открытие файла после того, как обнаружит копию индекса файла в памяти, и выделяет открываемому файлу запись в таблице файлов. Запись таблицы файлов содержит указатель на индекс открытого файла и поле, в котором хранится смещение в байтах от начала файла до места, откуда предполагается начинать выполнение последующих операций чтения или записи. Ядро сбрасывает это смещение в 0 во время открытия файла, имея в виду, что исходная операция чтения или записи по умолчанию будет производиться с начала файла. С другой стороны, процесс может открыть файл в режиме записи в конец, в этом случае ядро устанавливает значение смещения, равное размеру файла. Ядро выделяет запись в личной (закрытой) таблице в адресном пространстве задачи, выделенном процессу (таблица эта называется таблицей пользовательских дескрипторов файлов), и запоминает указатель на эту запись. Указателем выступает дескриптор файла, возвращаемый пользователю. Запись в таблице пользовательских файлов указывает на запись в глобальной таблице файлов.

алгоритм open

входная информация:

 имя файла

 режим открытия

 права доступа (при создании файла)

выходная информация: дескриптор файла

{

 превратить имя файла в идентификатор индекса (алгоритм namei);

 if (файл не существует или к нему не разрешен доступ) return (код ошибки);

 выделить для индекса запись в таблице файлов, инициализировать счетчик, смещение;

 выделить запись в таблице пользовательских дескрипторов файла, установить указатель на запись в таблице файлов;

 if (режим открытия подразумевает усечение файла) освободить все блоки файла (алгоритм free);

 снять блокировку (с индекса); /* индекс заблокирован выше, в алгоритме namei */

 return (пользовательский дескриптор файла);

}

Рисунок 5.2. Алгоритм открытия файла

Предположим, что процесс, открывая файл «/etc/passwd» дважды, один раз только для чтения и один раз только для записи, и однажды файл «local» для чтения и для записи[15], выполняет следующий набор операторов:

fd1 = open("/etc/passwd", O_RDONLY);

fd2 = open("local", O_RDWR);

fd3 = open("/etc/passwd", O_WRONLY);

На Рисунке 5.3 показана взаимосвязь между таблицей индексов, таблицей файлов и таблицей пользовательских дескрипторов файла. Каждый вызов функции open возвращает процессу дескриптор файла, а соответствующая запись в таблице пользовательских дескрипторов файла указывает на уникальную запись в таблице файлов ядра, пусть даже один и тот же файл ("/etc/passwd") открывается дважды. Записи в таблице файлов для всех экземпляров одного и того же открытого файла указывают на одну запись в таблице индексов, хранящихся в памяти. Процесс может обращаться к файлу «/etc/passwd» с чтением или записью, но только через дескрипторы файла, имеющие значения 3 и 5 (см. Рисунок). Ядро запоминает разрешение на чтение или запись в файл в строке таблицы файлов, выделенной во время выполнения функции open. Предположим, что второй процесс выполняет следующий набор операторов:

fd1 = open("/etc/passwd", O_RDONLY);

fd2 = open("private", O_RDONLY);

Рисунок 5.3. Структуры данных после открытия

На Рисунке 5.4 показана взаимосвязь между соответствующими структурами данных, когда оба процесса (и больше никто) имеют открытые файлы. Снова результатом каждого вызова функции open является выделение уникальной точки входа в таблице пользовательских дескрипторов файла и в таблице файлов ядра, и ядро хранит не более одной записи на каждый файл в таблице индексов, размещенных в памяти.

Запись в таблице пользовательских дескрипторов файла по умолчанию хранит смещение в файле до адреса следующей операции ввода-вывода и указывает непосредственно на точку входа в таблице индексов для файла, устраняя необходимость в отдельной таблице файлов ядра. Вышеприведенные примеры показывают взаимосвязь между записями таблицы пользовательских дескрипторов файла и записями в таблице файлов ядра типа «один к одному». Томпсон, однако, отмечает, что им была реализована таблица файлов как отдельная структура, позволяющая совместно использовать один и тот же указатель смещения нескольким пользовательским дескрипторам файла (см. [Thompson 78], стр.1943). В системных функциях dup и fork, рассматриваемых в разделах 5.13 и 7.1, при работе со структурами данных допускается такое совместное использование.

Рисунок 5.4. Структуры данных после того, как два процесса произвели открытие файлов

Первые три пользовательских дескриптора (0, 1 и 2) именуются дескрипторами файлов: стандартного ввода, стандартного вывода и стандартного файла ошибок. Процессы в системе UNIX по договоренности используют дескриптор файла стандартного ввода при чтении вводимой информации, дескриптор файла стандартного вывода при записи выводимой информации и дескриптор стандартного файла ошибок для записи сообщений об ошибках. В операционной системе нет никакого указания на то, что эти дескрипторы файлов являются специальными. Группа пользователей может условиться о том, что файловые дескрипторы, имеющие значения 4, 6 и 11, являются специальными, но более естественно начинать отсчет с 0 (как в языке Си). Принятие соглашения сразу всеми пользовательскими программами облегчит связь между ними при использовании каналов, в чем мы убедимся в дальнейшем, изучая главу 7. Обычно операторский терминал (см. главу 10) служит и в качестве стандартного ввода, и в качестве стандартного вывода и в качестве стандартного устройства вывода сообщений об ошибках.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

5.1 OPEN

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

5.1 OPEN Вызов системной функции open (открыть файл) — это первый шаг, который должен сделать процесс, чтобы обратиться к данным в файле. Синтаксис вызова функции open:fd = open(pathname, flags, modes);где pathname — имя файла, flags указывает режим открытия (например, для чтения или записи), а modes


10.1.2.1 Open

Из книги Язык программирования С# 2005 и платформа .NET 2.0. [3-е издание] автора Троелсен Эндрю

10.1.2.1 Open При открытии устройства ядро следует той же процедуре, что и при открытии файлов обычного типа (см. раздел 5.1), выделяя в памяти индексы, увеличивая значение счетчика ссылок и присваивая значение точки входа в таблицу файлов и пользовательского дескриптора файла.


Метод FileInfo.Open()

Из книги Создание электронных книг в формате FictionBook 2.1: практическое руководство [Release 1.01 от 28.II.2010 г.] автора Кондратович Михаил Иосифович

Метод FileInfo.Open() Метод FileInfо.Open() можно использовать для того, чтобы открывать существующие файлы и создавать новые с более точными характеристиками, чем при использовании FileInfo.Create(). В результате вызова Open() возвращается объект FileStream. Рассмотрите следующий пример.static void


§ 3.6 Конвертор ExportToFB21 для Open Office

Из книги Photoshop. Лучшие фильтры автора Бондаренко Сергей

§ 3.6 Конвертор ExportToFB21 для Open Office Пакет Open Office создавался как бесплатная альтернатива M$ Office. В последние годы разработчикам удалось довести его до ума, и Open Office (далее OO) начал потихоньку набирать популярность и отвоевывать пользователей у разработки Micro$oft.Поэтому нет


Rip Open (Разрыв и открытие)

Из книги UNIX: взаимодействие процессов автора Стивенс Уильям Ричард

Rip Open (Разрыв и открытие) Фильтр Rip Open (Разрыв и открытие) дополняет фильтры Xenofex 2, имитирующие поведение бумаги (Crumple (Мятый) и Burnt Edges (Опаленные края)). Фильтр Rip Open (Разрыв и открытие) позволяет «разорвать» изображение в указанном месте. При этом картинка будет не просто


The Open Group

Из книги MySQL: руководство профессионала автора Паутов Алексей В

The Open Group The Open Group (Открытая группа) была сформирована в 1996 году объединением X/Open Company (основана в 1984 году) и Open Software Foundation (OSF, основан в 1988 году). Эта группа представляет собой международный консорциум производителей и потребителей из промышленности, правительства и


5.2.9.2. Инструкция OPEN

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

5.2.9.2. Инструкция OPEN OPEN cursor_nameЭта инструкция открывает предварительно объявленный


1.9 Open System Interconnection

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

1.9 Open System Interconnection Взаимодействие открытых систем (Open System Interconnection — OSI) стало результатом международных усилий по созданию компьютерных коммуникационных стандартов и базовых прикладных служб. Формально OSI разработана в рамках Международной организации по


18.2.9. Библиотека Open-URI

Из книги Разработка приложений в среде Linux. Второе издание автора Джонсон Майкл К.


20.6. Пример команды open

Из книги Linux программирование в примерах автора Роббинс Арнольд

20.6. Пример команды open Ниже показан пример кода, выполняющий следующие задачи: поиск неиспользуемой VC, запуск на ней оболочки, ожидание завершения оболочки, переключение обратно, а также освобождение памяти, выделенной под VC, по завершении программы. Программа open, входящая


4.6.3. Возвращаясь к open()

Из книги Linux глазами хакера автора Флёнов Михаил Евгеньевич

4.6.3. Возвращаясь к open() Вы можете вспомнить объявление для open():int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);Ранее мы сказали, что при открытии файла для простого ввода/вывода мы можем игнорировать аргумент mode. Хотя, посмотрев на creat(), вы, возможно, догадались, что open() также может


14.5.1. Open Systems Interconnection

Из книги Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil автора Ковязин Алексей Николаевич

14.5.1. Open Systems Interconnection Каждый раз, когда вы передаете данные по сети, они как-то перетекают от вашего компьютера к серверу или другому компьютеру. Как это происходит? Вы, наверное, скажете, что по специальному сетевому протоколу, и будете правы. Но существует множество их


Firebird 1.5 - Open Source DBMS

Из книги Реконизм. Как информационные технологии делают репутацию сильнее власти, а открытость — безопаснее приватности автора Сименко Илья Александрович

Firebird 1.5 - Open Source DBMS Прошел год с момента выпуска первой версии СУБД Firebird (12 апреля 2002 года) и. 1аким образом, с момента официального вхождения продукта в мир Open Source и начала завоевания собственного авторитета. Но это уже в прошлом, нас же больше интересует состояние дел на


Open Source

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.


Функция open(2)

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

Функция open(2) Открывает указанный файл для чтения или записи и имеет следующий вид:#include <fcntl.h>int open(const char *path, int oflag, mode_t mode);Первый аргумент (path) является указателем на имя файла. Это имя может быть как абсолютным (начинающимся с корневого каталога /), так и относительным


История Open Group

Из книги автора

История Open Group The Open Group (Открытая группа) была сформирована в 1996 году объединением организаций X/Open Company (основана в 1984 году) и Open Software Foundation (OSF, основан в 1988 году). Эта группа представляет собой международный консорциум производителей и потребителей из промышленности,