Книга: Архитектура операционной системы UNIX

5.14.1 Пересечение точек монтирования в маршрутах поиска имен файлов

5.14.1 Пересечение точек монтирования в маршрутах поиска имен файлов

Давайте повторно рассмотрим поведение алгоритмов namei и iget в случаях, когда маршрут поиска файлов проходит через точку монтирования. Точку монтирования можно пересечь двумя способами: из файловой системы, где производится монтирование, в файловую систему, которая монтируется (в направлении от глобального корня к листу), и в обратном направлении. Эти способы иллюстрирует следующая последовательность команд shell'а.

mount /dev/dsk1 /usr

cd /usr/src/uts

cd ../../..

По команде mount после выполнения некоторых логических проверок запускается системная функция mount, которая монтирует файловую систему в дисковом разделе с именем «/dev/dsk1» под управлением каталога «/usr». Первая из команд cd (сменить каталог) побуждает командный процессор shell вызвать системную функцию chdir, выполняя которую, ядро анализирует имя пути поиска, пересекающего точку монтирования в «/usr». Вторая из команд cd приводит к тому, что ядро анализирует имя пути поиска и пересекает точку монтирования в третьей компоненте «..» имени.

Рисунок 5.24. Структуры данных после монтирования

Для случая пересечения точки монтирования в направлении из файловой системы, где производится монтирование, в файловую систему, которая монтируется, рассмотрим модификацию алгоритма iget (Рисунок 5.25), которая идентична версии алгоритма, приведенной на Рисунке 4.3, почти во всем, за исключением того, что в данной модификации производится проверка, является ли индекс индексом точки монтирования. Если индекс имеет соответствующую пометку, ядро соглашается, что это индекс точки монтирования. Оно обнаруживает в таблице монтирования запись с указанным индексом точки монтирования и запоминает номер устройства монтируемой файловой системы. Затем, используя номер устройства и номер индекса корня, общего для всех файловых систем, ядро обращается к индексу корня монтируемого устройства и возвращает при выходе из функции этот индекс. В первом примере смены каталога ядро обращается к индексу каталога «/usr» из файловой системы, в которой производится монтирование, обнаруживает, что этот индекс имеет пометку «точка монтирования», находит в таблице монтирования индекс корня монтируемой файловой системы и обращается к этому индексу.

алгоритм iget
входная информация: номер индекса в файловой системе
выходная информация: заблокированный индекс
{
 do {
  if (индекс в индексном кеше) {
   if (индекс заблокирован) {
    sleep (до освобождения индекса);
    continue; /* цикл с условием продолжения */
   }
   /* специальная обработка для точек монтирования */
   if (индекс является индексом точки монтирования) {
    найти запись в таблице монтирования для точки монтирования;
    получить новый номер файловой системы из таблицы монтирования;
    использовать номер индекса корня для просмотра;
    continue; /* продолжение цикла */
   }
   if (индекс в списке свободных индексов) убрать из списка свободных индексов;
   увеличить счетчик ссылок для индекса;
   return (индекс);
  }
  /* индекс отсутствует в индексном кеше */
  убрать новый индекс из списка свободных индексов;
  сбросить номер индекса и файловой системы;
  убрать индекс из старой хеш-очереди, поместить в новую;
  считать индекс с диска (алгоритм bread);
  инициализировать индекс (например, установив счетчик ссылок в 1);
  return (индекс);
 }
}

Рисунок 5.25. Модификация алгоритма получения доступа к индексу

Для второго случая пересечения точки монтирования в направлении из файловой системы, которая монтируется, в файловую систему, где выполняется монтирование, рассмотрим модификацию алгоритма namei (Рисунок 5.26). Она похожа на версию алгоритма, приведенную на Рисунке 4.11. Однако, после обнаружения в каталоге номера индекса для данной компоненты пути поиска ядро проверяет, не указывает ли номер индекса на то, что это корневой индекс файловой системы. Если это так и если текущий рабочий индекс так же является корневым, а компонента пути поиска, в свою очередь, имеет имя «..», ядро идентифицирует индекс как точку монтирования. Оно находит в таблице монтирования запись, номер устройства в которой совпадает с номером устройства для последнего из найденных индексов, получает индекс для каталога, в котором производится монтирование, и продолжает поиск компоненты с именем «..», используя только что полученный индекс в качестве рабочего. В корне файловой системы, тем не менее, корневым каталогом является «..»

алгоритм namei /* превращение имени пути поиска в индекс */
входная информация: имя пути поиска
выходная информация: заблокированный индекс
{
 if (путь поиска берет начало с корня) рабочий индекс = индексу корня (алгоритм iget);
 else рабочий индекс = индексу текущего каталога (алгоритм iget);
 do (пока путь поиска не кончился) {
  считать следующую компоненту имени пути поиска;
  проверить соответствие рабочего индекса каталогу и права доступа;
  if (рабочий индекс соответствует корню и компонента имени «..») continue; /* цикл с условием продолжения */
поиск компоненты:
  считать каталог (рабочий индекс), повторяя алгоритмы bmap, bread и brelse;
  if (компонента соответствует записи в каталоге (рабочем индексе)) {
   получить номер индекса для совпавшей компоненты;
   if (найденный индекс является индексом корня и рабочий индекс является индексом корня и имя компоненты «..») {
    /* пересечение точки монтирования */
    получить запись в таблице монтирования для рабочего индекса;
    освободить рабочий индекс (алгоритм iput);
    рабочий индекс = индексу точки монтирования;
    заблокировать индекс точки монтирования;
    увеличить значение счетчика ссылок на рабочий индекс;
    перейти к поиску компоненты (для «..»);
   }
   освободить рабочий индекс (алгоритм iput);
   рабочий индекс = индексу с новым номером (алгоритм iget);
  }
  else /* компонента отсутствует в каталоге */ return (нет индекса);
 }
 return (рабочий индекс);
}

Рисунок 5.26. Модификация алгоритма синтаксического анализа имени файла

В вышеприведенном примере (cd «../../..») предполагается, что в начале процесс имеет текущий каталог с именем «/usr/src/uts». Когда имя пути поиска подвергается анализу в алгоритме namei, начальным рабочим индексом является индекс текущего каталога. Ядро меняет текущий рабочий индекс на индекс каталога с именем «/usr/src» в результате расшифровки первой компоненты «..» в имени пути поиска. Затем ядро анализирует вторую компоненту «..» в имени пути поиска, находит корневой индекс смонтированной (перед этим) файловой системы — индекс каталога «usr» — и делает его рабочим индексом при анализе имени с помощью алгоритма namei. Наконец, оно расшифровывает третью компоненту «..» в имени пути поиска. Ядро обнаруживает, что номер индекса для «..» совпадает с номером корневого индекса, рабочим индексом является корневой индекс, а «..» является текущей компонентой имени пути поиска. Ядро находит запись в таблице монтирования, соответствующую точке монтирования «usr», освобождает текущий рабочий индекс (корень файловой системы, смонтированной в каталоге «usr») и назначает индекс точки монтирования (каталога «usr» в корневой файловой системе) в качестве нового рабочего индекса. Затем оно просматривает записи в каталоге точки монтирования «/usr» в поисках имени «..» и находит номер индекса для корня файловой системы («/»). После этого системная функция chdir завершается как обычно, вызывающий процесс не обращает внимания на тот факт, что он пересек точку монтирования.

Оглавление книги