Арнольд Роббинс - Linux программирование в примерах

• Название: Linux программирование в примерах
• Автор: Арнольд Роббинс
• Издательство: Кудиц-Образ
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2005
• ISBN: 5-9579-0059-1

В книге рассмотрены вопросы, связанные с программированием под Linux: файловый ввод/вывод, метаданные файлов, основы управления памятью, процессы и сигналы, пользователи и группы, вопросы интернационализации и локализации, сортировка, поиск и многие другие. Много внимания уделено средствам отладки, доступным под GNU Linux. Все темы иллюстрируются примерами кода, взятого из V7 UNIX и GNU. Эта книга может быть полезна любому, кто интересуется программированием под Linux.

---

28   case 'f':

29    file = optarg;

30    break;

31   default:

32    fprintf(stderr, "usage: %s [-f fstab-file]\n", argv[0]);

33    exit(1);

34   }

35  }

36

37  process(file);

38  return (errors != 0);

39 }

40

41 /* process --- чтение структур struct mntent из файла */

42

43 void process(const char *filename)

44 {

45  FILE* fp;

46  struct mntent *fs;

47

48  fp = setmntent(filename, "r"); /* только для чтения */

49  if (fp == NULL) {

50   fprintf(stderr, "%s: %s: could not open: %s\n",

51    myname, filename, strerror(errno));

52   exit(1);

53  }

54

55  while ((fs = getmntent(fp)) != NULL)

56   do_statvfs(fs);

57

58  endmntent(fp);

59 }

Строки 1–59 в сущности те же самые, как и для ch08-mounted.c. main() обрабатывает командную стоку, a process() просматривает в цикле каждую смонтированную файловую систему. do_statvfs() осуществляет действительную работу, выводя для каждой интересующей файловой системы struct statvfs.

61  /* do_statvfs --- Использовать statvfs и вывести сведения */

62

63  void do_statvfs(const struct mntent *fs)

64  {

65   struct statvfs vfs;

66

67   if (fs->mnt_fsname[0] != '/') /* пропустить ненастоящие файловые системы */

68    return;

69

70   if (statvfs(fs->mnt_dir, &vfs) != 0) {

71    fprintf(stderr, "%s: %s: statvfs failed: %s\n",

72     myname, fs->mnt_dir, strerror(errno));

73    errors++;

74    return;

75   }

76

77   printf("%s, mounted on %s:\n", fs->mnt_dir, fs->mnt_fsname);

78   printf("\tf_bsize: %ld\n", (long)vfs.f_bsize);

79   printf("\tf_frsize: %ld\n", (long)vfs.f_frsize);

80   printf("\tf_blocks: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_blocks);

81   printf("\tf_bfree: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_bfree);

82   printf("\tf_bavail: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_bavail);

83   printf("\tf_files: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_files);

84   printf("\tf_ffree: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_ffree);

85   printf("\tf_favail: %lu\n", (unsigned long)vfs.f_favail);

86   printf("\tf_fsid: %#lx\n", (unsigned long)vfs.f_fsid);

87

88   printf("\tf_flag: ");

89   if (vfs.f_flag == 0)

90    printf("(none)\n");

91   else {

92    if ((vfs.f_flag & ST_RDONLY) != 0)

93     printf("ST_RDONLY ");

94    if ((vfs.f_flag & ST_NOSUID) != 0)

95     printf("ST_NOSUID");

96    printf("\n");

97   }

98

99   printf("\tf_namemax: %#ld\n", (long)vfs.f_namemax);

100 }

Строки 67–68 пропускают файловые системы, которые не основываются на реальных дисковых устройствах. Это означает, что файловые системы типа /proc или /dev/pts игнорируются. (Правда, эта проверка эвристическая, но она работает: в /etc/mtab смонтированные устройства перечислены по полному пути устройства: например, /dev/hda1.) Строка 70 вызывает statvfs() с соответствующей проверкой ошибок, а строки 77-99 выводят сведения.

Строки 89–96 имеют дело с флагами: отдельные биты информации, которые присутствуют или не присутствуют. Обсуждение того, как биты флагов используются в коде С, см. во врезке. Вот вывод ch08-statvfs:

$ ch08-statvfs /* Запуск программы */

/, mounted on /dev/hda2: /* Результаты для файловой системы ext2 */

f_bsize: 4096

f_frsize: 4096

f_blocks: 1549609

f_bfree: 316663

f_bavail: 237945

f_files: 788704

f_ffree: 555482

f_favail: 555482

f_fsid: 0

f_flag: (none)

f_namemax: 255

...

/win, mounted on /dev/hda1: /* Результаты для файл. системы vfat */

f_bsize: 4096

f_frsize: 4096

f_blocks: 2092383

f_bfree: 1391952

f_bavail: 1391952

f_files: 0

f_ffree: 0

f_favail: 0

f_fsid: 0

f_flag: ST_NOSUID

f_namemax: 260

Во время написания этого, для GLIBC 2.3.2 и ранее, GNU df не использует statvfs(). Это потому, что код читает /etc/mtab и вызывает stat() для каждой смонтированной файловой системы, чтобы найти ту, номер устройства которой совпадает с соответствующим аргументом для файла (или дескриптора файла). Для того, чтобы прочесть опции монтирования, коду нужно найти файловую систему, поэтому он может установить биты f_flag. Проблема в том, что stat() на смонтированной удаленной файловой системе, сервер которой недоступен, может висеть неопределенно долго, вызвав также зависание df. С тех пор эта проблема в GLIBC была исправлена, но df не будет изменяться в течение некоторого времени, так что она сможет продолжать работать на более старых системах.

ЗАМЕЧАНИЕ. Хотя POSIX определяет statvfs() и fstatvfs(), не все системы их поддерживают или поддерживают корректно. Многие системы (включая Linux, как вскоре будет описано), имеют свои собственные системные вызовы, предоставляющие сходную информацию. GNU df использует библиотечную процедуру для получения сведений о файловой системе; исходный файл для этой процедуры наполнен #ifdef для большого числа различных систем. Со временем ситуация с переносимостью должна улучшиться.

Битовые флаги

Обычной методикой, применимой во многих случаях, является использование набора значений флагов; когда флаг установлен (т.е. true), имеет место некоторый факт или применяется некоторое условие. Значения флагов определены либо через именованные константы #define, либо через перечисления. В данной главе API nftw() (описанный далее) также использует флаги. Для поля f_flag структуры struct statvfs есть только два флага:

#define ST_RDONLY 1 /* файловая система только для чтения */

#define ST_NOSUID 2 /* setuid/setgid не разрешены */

Физически каждая именованная константа представляет различные позиции битов в значении f_flag. Логически каждое значение представляет отдельный бит информации о состоянии; т.е. некоторый факт или условие, которое является или не является истинным для данного конкретного экземпляра struct statvfs.

Флаги устанавливаются, проверяются и очищаются с помощью побитовых операторов С. Например, statvfs() устанавливает эти флаги, используя побитовый оператор ИЛИ:

int statvfs(const char *path, struct statvfs *vfs) {

 /* заполнить большую часть *vfs */

 vfs->f_flag = 0; /* Убедиться, что начинается с нуля */

 if (файловая система только для чтения)

  vfs->f_flag |= ST_RDONLY; /* Добавить флаг ST_RDONLY */

 if (файловая система запрещает setuid)

  vfs->f_flag |= ST_NOSUID; /* Добавить флаг ST_NOSUID */

 /* оставшаяся часть процедуры */

}

Побитовый оператор И проверяет, установлен ли флаг, а сочетание побитовых операторов И и дополнения очищает флаг:

if ((vfs.f_flag & ST_RDONLY) != 0) /* True, если флаг ST_RDONLY */

 vfs.f_flag &= ~(ST_RDONLY|ST_NOSUID); /* Очистить оба флага */

Побитовые операторы отпугивают, если вы не использовали их ранее. Однако, только что показанный код примера представляет обычный стиль С. Тщательно изучите каждую операцию; возможно, нарисуйте себе несколько картин, показывающих работу этих операторов. Однажды разобравшись с ними, вы можете тренировать себя, распознавая эти операторы как высокоуровневые операции для управления значениями флагов вместо их трактовки как низкоуровневых манипуляций с битами.

Причина использования флагов кроется в том, что они обеспечивают значительную экономию пространства данных. Одно поле unsigned long дает возможность хранить по меньшей мере 32 отдельных бита информации. GLIBC (на момент написания) определяет 11 различных флагов для поля f_flag.[82] Если бы вы использовали для каждого флага отдельно поле char, это потребовало бы использования 11 байтов вместо четырех, используемых unsigned long. Если бы у вас было 32 флага, это были бы 32 байта вместо четырёх!

8.3.2. Стиль Linux: statfs() и fstatfs()

Системные вызовы statfs() и fstatfs() специфичны для Linux. Их определения следующие:

#include <sys/types.h> /* GLIBC */

#include <sys/vfs.h>

int statfs(const char *path, struct statfs *buf);

int fstatfs(int fd, struct statfs *buf);

Как и в случае с statvfs() и fstatvfs(), две версии работают с именем файла или с дескриптором открытого файла соответственно, struct statfs выглядит следующим образом:

struct statfs {

 long f_type;     /* тип файловой системы */

 long f_bsize;    /* оптимальный размер блока */

 long f_blocks;   /* общее число блоков в файловой системе */