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深入解读键值产生原理,linux中的软链接和硬链接

(2013-07-30 20:40:03)
标签:

键值

ftok()函数

进程通信

信号量

硬链接

分类: Linux及内核

      键值 = 文件标示符 + 项目ID

     当用到进程间的通信时, 必须要注意到的是键值是怎么产生的,我们知道任何一个文件时通过文件名来访问的, 而内核在对应的给其一个值,也就是文件标示符。

     系统建立IPC通讯(如消息队列、共享内存时)必须指定一个ID值 。通常情况下,该id值通过ftok函数得到 。  ftok原型如下:
key_t ftok( char * fname, int id )

    此时这个 id也就是项目 ID,最后将两者结合生成了键值!这里所谓的文件标示符其实下面提到的 内核的物理编号,也就是索引节点 inode。

参数说明: fname就时您指定的文档名,  id是子序号。

 

关于linux中的软链接和硬链接

Linux中有两种类型的链接:(这个与 Windows上 FAT32 或 NTFS是不一样的!)

硬链接是利用Linux中为每个文件分配的物理编号——inode建立链接。因此,硬链接不能跨越文件系统。(用ls –i命令可以查看目录下文件的inode编程)。

软链接(符号链接)是利用文件的路径名建立链接。通常建立软链接使用绝对路径而不是相对路径,以最大限度增加可移植性。

i节点包含了所有与文件有关的信息:文件类型、文件存取许可权位、文件长度和指向该文件所占用的数据块的指针等,stat结构中的大多数信息都取自 i节点。只有两数据项存放在目录项中:文件名和i节点编号数。

因为目录项中的i节点编号数指向同一文件系统中的 i节点,所以不能使一个目录项指向另一个文件系统的i节点。硬链接不能跨文件系统,软链接可以。即每个文件系统有自己的i节点编号。

  深入解读键值产生原理,linux中的软链接和硬链接

 

    在一般的UNIX实现中,是将文档的索引节点号取出,前面加上子序号得到key_t的返回值。 如指定文档的索引节点号为65538,换算成16进制为0x010002,而您指定的ID值为38,换算成16进制   为 0x26,则最后的key_t返回值为0x26010002。
查询文档索引节点号的方法是: ls -i
当删除重建文档后,索引节点号由操作系统根据当时文档系统的使用情况分配,因此和原来不同,所以得到的索引节点号也不同。
    假如要确保key_t值不变,要目确保ftok的文档不被删除 ,要么不用ftok,指定一个固定的key_t值。
另外说一句:在aix等操作系统上,有多个文档系统,会出现分布在不同的文档系统上的两个文档具备相同的索引节点号,此时用ftok对这两个文档进行操作,只要id参数不变,得到的key_t值相同,造成创建消息队列失败。但是这种情况相当少见罢了。

因为在开发中涉及多种系统平台,在系统移植时发现ftok()函数在不同平台下存在一定的差异性。当然,根本原因不在于ftok()本身,而应该是操作系统对于文件系统管理的差异性。

测试代码如下:
[code]#include ;
#include ;

main()
{
    sprintf( "key=%0x/n", ftok( "aaa.txt", 1000 ) );
}
[/code]

测试涉及的操作系统:RedHat AS3U3、Sco OpenServer 5.0.6、UnixWare 7.1.1、Solaris 9 x86 u7。

在RH AS3环境下,对aaa.txt进行修改后程序的输出值都有变化,说明该文件在修改后存储位置发生了变化。

在Sco OpenServer 5.0.6、UnixWare 7.1.1、Solaris 9 x86 u7下执行相同的程序,无论对aaa.txt的文件内容做何种修改都对程序的输出无影响。

因此,如果在linux下通过ftok()产生ipc键值、且ftok()与配置文件相关,则在更改了配置文件后必须将应用重起。否则将导致不可预料的后果!

看以下程序:

  头文件:

  #include

  #include

  如下:

  key_t ftok( char * fname, int id )

  fname就是你指定的文件名(已经存在的文件名),一般使用当前目录,如:

  key = ftok(".", 1); 这样就是将fname设为当前目录。

  id是子序号。

  在一般的UNIX实现中,是将文件的索引节点号取出,前面加上子序号得到key_t的返回值。

  如指定文件的索引节点号为65538,换算成16进制为0x010002,而你指定的ID值为38,换算成16进制为0x26,则最后的key_t返回值为0x26010002。

  查询文件索引节点号的方法是: ls -i

  当删除重建文件后,索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配,因此与原来不同,所以得到的索引节点号也不同。

  如果要确保key_t值不变,要么确保ftok的文件不被删除,要么不用ftok,指定一个固定的key_t值,比如:

  #define IPCKEY 0x111

  char path[256];

  sprintf( path, "%s/etc/config.ini", (char*)getenv("HOME") );

  msgid=ftok( path, IPCKEY );

  同一段程序,用于保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值。

  由于etc/config.ini(假定)为应用系统的关键配置文件,因此不存在被轻易删除的问题——即使被删,也会很快被发现并重建(此时应用系统也将被重起)。

一个ftok用于共享内存的实例:

 


 1 #include
 2 #include
 3 #include
 4 #include
 5 #include
 6 #include
 7 #include
 8 #include
 
10 #define SIZE 1024
11 
12 extern int errno;
13 
14 int main()
15 {
16     int shmid;
17     char *shmptr;
18     key_t key;
19     pid_t pid;
20 
21     if((pid = fork()) < 0)
22     {
23         printf("fork error:%s\n", strerror(errno));
24         return -1;
25     }
26     else if(pid == 0)
27     {
28         sleep(2);
29         if((key = ftok("/dev/null", 1)) < 0)
30         {
31             printf("ftok error:%s\n", strerror(errno));
32             return -1;
33         }
34         if((shmid = shmget(key, SIZE, 0600)) < 0)
35         {
36             printf("shmget error:%s\n", strerror(errno));
37             exit(-1);
38         }
39 
40         if((shmptr = (char*)shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
41         {
42             printf("shmat error:%s\n", strerror(errno));
43             exit(-1);
44         }
45         //memcpy(shmptr, "hello world", sizeof("hello world")); 
46         printf("child:pid is %d,share memory from %lx to %lx, content:%s\n",getpid(), (unsigned long)shmptr, (unsigned long)(shmptr + SIZE
47                     ), shmptr);
48         printf("child process sleep 2 seconds\n");
49         sleep(2);
50         if((shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) < 0))
51         {
52             printf("shmctl error:%s\n", strerror(errno));
53             exit(-1);
54         }
55         exit(0);
56     }
57     //parent
58     else
59     {
60         if((key = ftok("/dev/null", 1)) < 0)
61         {
62             printf("ftok error:%s\n", strerror(errno));
63             return -1;
64         }
65         if((shmid = shmget(key, SIZE, 0600|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0)
66 
67         {
68             printf("shmget error:%s\n", strerror(errno));
69             exit(-1);
70         }
71 
72         if((shmptr = (char*)shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
73         {
74             printf("shmat error:%s\n", strerror(errno));
75             exit(-1);
76         }
77         memcpy(shmptr, "hello world", sizeof("hello world"));
78         printf("parent:pid is %d,share memory from %lx to %lx, content:%s\n",getpid(),(unsigned long)shmptr, (unsigned long)(shmptr + SIZE
79                     ), shmptr);
80         printf("parent process sleep 2 seconds\n");
81         sleep(2);
82         if((shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) < 0))
83         {
84             printf("shmctl error:%s\n", strerror(errno));
85             exit(-1);
86         }
87     }
88 
89     waitpid(pid,NULL,0);
90     exit(0);
91 }

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