Книга: Linux программирование в примерах

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

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 */
 long f_bfree;    /* число свободных блоков в ф.с. */
 long f_bavail;   /* свободные блоки, доступные пользователям */
 long f_files;    /* общее число индексов в файловой системе */
 long f_ffree;    /* свободных индексов в ф.с. */
 fsid_t f_fsid;   /* id файловой системы */
 long f_namelen;  /* максимальная длина имен файлов */
 long f_spare[6]; /* запас для дальнейшего */
};

Поля аналогичны полям в struct statvfs. По крайней мере в GLIBC 2.3.2 функции POSIX statvfs() и fstatvfs() являются оболочками вокруг statfs() и fstatfs() соответственно, копируя значения из одной разновидности структуры в другую.

Преимуществом использования statfs() или fstatfs() является то, что они системные вызовы. Ядро возвращает информацию непосредственно. Поскольку нет поля f_flag с опциями монтирования, нет необходимости просматривать каждую смонтированную файловую систему для нахождения нужной. (Другими словами, для заполнения опций монтирования statfvs() должна проверить каждую смонтированную файловую систему, чтобы найти содержащую файл, имя которого содержится в path или fd. Функция statfs() не нуждается в этом, поскольку она не предоставляет сведений об опциях монтирования.)

Есть два неудобства в использовании этих вызовов. Во-первых, они специфичны для Linux. Во-вторых, часть сведений из struct statvfs отсутствует в struct statfs, наиболее значительными из них являются флаги (f_flag) и число доступных индексов (f_favail). (Поэтому statvfs() Linux приходится находить опции монтирования из других источников, таких, как /etc/mtab, и она «фабрикует» информацию для тех полей struct statvfs, для которых действительные сведения недоступны.)

Одно поле struct statfs заслуживает особого замечания. Это поле f_type, указывающее тип файловой системы. Значение является магическим числом файловой системы, извлеченной из суперблока. Справочная страница statfs(2) предоставляет список обычно используемых файловых систем и их магические числа, которые мы используем в ch08-statfs.c. (Увы, отдельного файла #include нет.)

1   /* ch08-statfs.с --- демонстрация statfs Linux */
2
3   /* ЗАМЕЧАНИЕ: специфично для GNU/Linux! */
4
5   #include <stdio.h>
6   #include <errno.h>
7   #include <mntent.h> /* для getmntent() и др. */
8   #include <unistd.h> /* для getopt() */
9   #include <sys/types.h>
10  #include <sys/vfs.h>
11
12  /* Определения взяты из справочной страницы для statfs(2): */
13  #define AFFS_SUPER_MAGIC     0xADFF
14  #define EFS_SUPER_MAGIC      0x00414A53
15  #define EXT_SUPER_MAGIC      0x137D
16  #define EXT2_OLD_SUPER_MAGIC 0xEF51
17  #define EXT2_SUPER_MAGIC     0xEF53
18  #define HPFS_SUPER_MAGIC     0xF995E849
19  #define ISOFS_SUPER_MAGIC    0x9660
20  #define MINIX_SUPER_MAGIC    0x137F /* оригинальный minix */
21  #define MINIX_SUPER_MAGIC2   0x138F /* 30-симв. minix */
22  #define MINIX2_SUPER_MAGIC   0x2468 /* minix V2 */
23  #define MINIX2_SUPER_MAGIC2  0x2478 /* minix V2, имена 30 симв. */
24  #define MSDOS_SUPER_MAGIC    0x4d44
25  #define NCP_SUPER_MAGIC      0x564c
26  #define NFS_SUPER_MAGIC      0x6969
27  #define PROC_SUPER_MAGIC     0x9fa0
28  #define SMB_SUPER_MAGIC      0x517B
29  #define XENIX_SUPER_MAGIC    0x012FF7B4
30  #define SYSV4_SUPER_MAGIC    0x012FF7B5
31  #define SYSV2_SUPER_MAGIC    0x012FF7B6
32  #define COH_SUPER_MAGIC      0x012FF7B7
33  #define UFS_MAGIC            0x00011954
34  #define XFS_SUPER_MAGIC      0x58465342
35  #define _XIAFS_SUPER_MAGIC   0x012FD16D
36
37  void process(const char *filename);
38  void do_statfs(const struct mntent *fs);
39
40  int errors = 0;
41  char *myname;
42
    /* ...main() без изменений, process() почти идентична... */
85
86  /* type2str --- преобразование типа fs в строку из statfs(2) */
87
88  const char *type2str(long type)
89  {
90   static struct fsname {
91    long type;
92    const char *name;
93   } table[] = {
94    { AFFS_SUPER_MAGIC, "AFFS" },
95    { COH_SUPER_MAGIC, "COH" },
96    { EXT2_OLD_SUPER_MAGIC, "OLD EXT2" },
97    { EXT2_SUPER_MAGIС, "EXT2" },
98    { HPFS_SUPER_MAGIC, "HPFS" },
99    { ISOFS_SUPER_MAGIC, "ISOFS" },
100   { MINIX2_SUPER_MAGIC, "MINIX V2" },
101   { MINIX2_SUPER_MAGIC2, "MINIX V2 30 char" },
102   { MINIX_SUPER_MAGIC, "MINIX" },
103   { MINIX_SUPER_MAGIC2, "MINIX 30 char" },
104   { MSDOS_SUPER_MAGIC, "MSDOS" },
105   { NCP_SUPER_MAGIС, "NCP" },
106   { NFS_SUPER_MAGIC, "NFS" },
107   { PROC_SUPER_MAGIC, "PROC" },
108   { SMB_SUPER_MAGIC, "SMB" },
109   { SYSV2_SUPER_MAGIC, "SYSV2" },
110   { SYSV4_SUPER_MAGIC, "SYSV4" },
111   { UFS_MAGIC, "UFS" },
112   { XENIX_SUPER_MAGIC, "XENIX" },
113   { _XIAFS_SUPER_MAGIC, "XIAFS" },
114   { 0, NULL },
115  };
116  static char unknown[100];
117  int i;
118
119  for (i = 0; table[i].type != 0; i++)
120   if (table[i].type == type)
121    return table[i].name;
122
123  sprintf(unknown, "unknown type: %#x", type);
124  return unknown;
125 }
126
127 /* do_statfs --- Использовать statfs и вывести сведения */
128
129 void do_statfs(const struct mntent *fs)
130 {
131  struct statfs vfs;
132
133  if (fs->mnt_fsname[0] != '/') /* пропустить фиктивные файловые системы */
134   return;
135
136  if (statfs(fs->mnt_dir, &vfs) != 0) {
137   fprintf(stderr, "%s: %s: statfs failed: %sn",
138    myname, fs->mnt_dir, strerror(errno));
139   errors++;
140   return;
141  }
142
143  printf("%s, mounted on %s:n", fs->mnt_dir, fs->mnt_fsname);
144
145  printf("tf_type: %sn", type2str(vfs.f_type));
146  printf("tf_bsize: %ldn", vfs.f_bsize);
147  printf("tf_blocks: %ldn", vfs.f_blocks);
148  printf("tf_bfree: %ldn", vfs.f_bfree);
149  printf("tf_bavail: %ldn", vfs.f_bavail);
150  printf("tf_files: %ldn", vfs.f_files);
151  printf("tf_ffree: %ldn", vfs.f_ffree);
152  printf("tf_namelen: %ldn", vfs.f_namelen);
153 }

Чтобы сохранить место, мы опустили main(), которая не изменилась с представленной ранее другой программы, мы также опустили process (), которая теперь вызывает do_statfs() вместо do_statvfs().

Строки 13–35 содержат список магических чисел файловых систем из справочной страницы statfs(2). Хотя эти числа можно получить из заголовочных файлов исходного кода ядра, это трудно (мы пробовали), а показанному здесь способу представления следовать легче. Строки 86–125 определяют type2str(), которая преобразует магическое число в выводимую строку. Она осуществляет простой линейный поиск в таблице пар (значение, строка). В (маловероятном) случае, когда магическое число в таблице отсутствует, type2str() создает сообщение «неизвестный тип» и возвращает его (строки 123–124).

do_statfs() (строки 129–153) выводит сведения из struct statfs. Член f_fsid опущен, поскольку fsid_t является непрозрачным типом. Код прост; строка 145 использует type2str() для вывода типа файловой системы. Как для сходной программы, использующей statvfs(), эта функция игнорирует файловые системы, которые не расположены на локальных устройствах (строки 133–134). Вот вывод на нашей системе:

$ ch08-statfs /* Запуск программы */
/, mounted on /dev/hda2: /* Результаты для файловой системы ext2 */
f_type: ЕХТ2
f_bsize: 4096
f_blocks: 1549609
f_bfrее: 316664
f_bavail: 237946
f_files: 788704
f_ffree: 555483
f_namelen: 255
...
/win, mounted on /dev/hda1: /* Результаты для файловой с-мы vfat */
f_type: MSDOS
f_bsize: 4096
f_blocks: 2092383
f_bfree: 1391952
f_bavail: 1391952
f_files: 0
f_ffree: 0
f_namelen: 260

В заключение, использование statvfs() или statfs() в вашем собственном коде зависит от ваших потребностей. Как описано в предыдущем разделе, GNU df не использует statvfs() под GNU/Linux и в общем имеет тенденцию использовать уникальный для каждой Unix-системы системный вызов «получения сведений о файловой системе». Хотя это работает, это не очень привлекательно. С другой стороны, иногда у вас нет выбора: например, проблемы GLIBC, о которых мы упоминали выше. В этом случае нет безупречного решения.

Оглавление книги