Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

Все файловые системы, рассмотренные ранее в этой главе, размещаются на дисках. Однако Linux поддерживает также виртуальные файловые системы, которые располагаются в памяти. Для приложений они выглядят подобно любой другой файловой системе: к файлам и каталогм подобных систем можно применять все те же операции (open(), read(), write(), link(), mkdir() и т. д.). Но есть, однако, одно важное отличие: файловые операции осуществляются намного быстрее, поскольку не задействован доступ к диску.

Для Linux созданы различные файловые системы, основанные на использовании памяти. Самой разработанной из них к настоящему моменту является файловая система tmpfs, которая впервые появилась в версии Linux 2.4. Файловая система tmpfs отличается от других файловых систем, использующих память, тем, что она является файловой системой виртуальной памяти. Это означает, что она использует не только оперативную память, но также и область подкачки, если полностью исчерпана оперативная память. (Несмотря на то что файловая система tmpfs описана здесь как специфичная для Linux, в большинстве реализаций UNIX присутствует в какой-либо форме поддержка файловых систем на основе памяти.)

Файловая система tmpfs является необязательным компонентом ядра Linux, который конфигурируется с помощью параметра CONFIG_TMPFS.

Для создания файловой системы tmpfs используется команда такого типа:

# mount — t tmpfs source target

Имя аргумента source может быть любым, важно лишь, чтобы оно присутствовало в файле /proc/mounts и отображалось с помощью команд mount и df. Аргумент target — это, как обычно, точка монтирования файловой системы. Следует отметить, что не обязательно использовать сначала команду mkfs для создания файловой системы, поскольку ядро автоматически создает ее во время системного вызова mount().

В качестве примера использования файловой системы tmpfs можно привести применение стека монтирования (чтобы нам не пришлось беспокоиться о том, что точка монтирования /tmp уже используется) и создание файловой системы tmpfs в точке монтирования /tmp следующим образом:

# mount — t tmpfs newtmp /tmp

# cat /proc/mounts | grep tmp

newtmp /tmp tmpfs rw 0 0

Команда, подобная приведенной выше (или эквивалентная запись в файле /etc/fstab), иногда применяется для улучшения производительности приложений (например, компиляторов), которые активно используют каталог /tmp для создания временных файлов.

По умолчанию файловой системе tmpfs разрешено занимать не более половины размера оперативной памяти, однако можно использовать параметр size=nbytes mount, чтобы задать другую верхнюю границу для размера этой файловой системы, либо при создании системы, либо во время ее последующего повторного монтирования. (Файловая система tmpfs потребляет лишь столько памяти и пространства подкачки, сколько необходимо в данный момент для содержащихся в ней файлов.)

Если мы размонтируем файловую систему tmpfs или если происходит системный сбой, то все данные в этой файловой системе утрачиваются; отсюда и ее название — tmpfs.

Помимо применения для пользовательских приложений, файловая система tmpfs служит также двум специальным целям.

• Невидимая файловая система tmpfs, смонтированная внутренним образом с помощью ядра, использовалась для реализации совместно используемой памяти System V, а также для совместно используемого анонимного распределения памяти.

• Файловая система tmpfs, смонтированная в точке /dev/shm, используется для реализации совместно используемой памяти и семафоров POSIX с помощью библиотеки glibc.

Библиотечные функции statvfs() и fstatvfs() получают информацию о смонтированной файловой системе.

#include

int statvfs(const char *pathname, struct statvfs *statvfsbuf);

int fstatvfs(int fd, struct statvfs *statvfsbuf);

Обе функции возвращают 0 при успешном завершении и –1 при ошибке

Единственное различие между этими двумя функциями состоит в том, каким образом идентифицируется файловая система. Для функции statvfs() используется аргумент pathname, чтобы указать имя любого файла в файловой системе. Для функции fstatvfs() указывается открытый дескриптор файла, fd, ссылающийся на какой-либо файл в файловой системе. Обе функции возвращают структуру statvfs, содержащую информацию о файловой системе в буфере, на который указывает аргумент statvfsbuf. Эта структура составлена следующим образом:

struct statvfs {

unsigned long f_bsize; /* Размер блока файловой системы (в байтах) */

unsigned long f_frsize; /* Фундаментальный размер блока

файловой системы (в байтах) */

fsblkcnt_t f_blocks; /* Общее количество блоков в файловой

системе (в единицах 'f_frsize') */

fsblkcnt_t f_bfree; /* Общее количество свободных блоков */

fsblkcnt_t f_bavail; /* Количество свободных блоков, доступных

для непривилегированного процесса */