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POSIX-Layer Data Structures

这篇文章主要讲述和POSIX-Layer例程支持相关的几个关键数据结构。

1. Introduction

资源管理器定义了三个与POSIX-Layer相关的数据结构：

• iofunc_ocb_t，包含了每次打开的数据，比如打开文件的偏移等；
• iofunc_attr_t，资源管理器有时可能得管理多个设备，比如devc-ser*对应到/dev/ser1，/dev/ser2等，这个结构包含一个名字对应的数据；
• iofunc_mount_t，主要用于文件系统，设备通常不需要这个结构；
  三者之间的关系如下：
  A resource manager is responsible for three data structures

Multiple clients with multiple OCBs, all linked to one mount structure

2. iofunc_ocb_t结构

OCB(Open Control Block)结构，用于维护客户端和资源管理器之间特定会话的状态信息，在open()时创建，在close()时退出。这个数据结构用于iofunc layer中的帮助函数。该结构至少包含以下内容：

typedef struct _iofunc_ocb {
    IOFUNC_ATTR_T   *attr;
    int32_t         ioflag;
    off_t           offset;
    uint16_t        sflag;
    uint16_t        flags;
} iofunc_ocb_t;

• attr，指向属性结构体；
• ioflag，包含了资源打开模式：O_RDONLY/O_RDWR/O_WRONLY，对应的ioflag值为_IO_FLAG_RD/_IO_FLAG_RD | _IO_FLAG_WR/_IO_FLAG_WR，这些信息从io_connect_t结构体中继承得来；
• offset，读写资源的偏移，资源管理器可以修改这个成员；
• sflag，定义共享模式，从io_connect_t结构中继承得来；
• flags，当设置IOFUNC_OCB_PRIVILEGED位时，特权进程来执行open()操作，此外也可以使用IOFUNC_OCB_FLAGS_PRIVATE范围之内的flag。资源管理器可以修改这个成员；

3. iofunc_attr_t结构

这个结构为资源管理器提供了设备的特征，与OCB结构结合使用。

typedef struct _iofunc_attr {
    IOFUNC_MOUNT_T            *mount;
    uint32_t                  flags;
    int32_t                   lock_tid;
    uint16_t                  lock_count;
    uint16_t                  count;
    uint16_t                  rcount;
    uint16_t                  wcount;
    uint16_t                  rlocks;
    uint16_t                  wlocks;
    struct _iofunc_mmap_list  *mmap_list;
    struct _iofunc_lock_list  *lock_list;
    void                      *list;
    uint32_t                  list_size;
    off_t                     nbytes;
    ino_t                     inode;
    uid_t                     uid;
    gid_t                     gid;
    time_t                    mtime;
    time_t                    atime;
    time_t                    ctime;
    mode_t                    mode;
    nlink_t                   nlink;
    dev_t                     rdev;
} iofunc_attr_t;

• mount，指向挂载结构体；
• flags，可以是不同比特位的组合，包括：IOFUNC_ATTR_ATIME/IOFUNC_ATTR_CTIME/IOFUNC_ATTR_DIRTY_NLINK/IOFUNC_ATTR_DIRTY_MODE/IOFUNC_ATTR_DIRTY_OWNER/IOFUNC_ATTR_DIRTY_RDEV/IOFUNC_ATTR_DIRTY_SIZE/IOFUNC_ATTR_DIRTY_TIME/IOFUNC_ATTR_MTIME，用于标识修改记录。
• lock_tid和lock_count，用于多线程的加锁和统计；
• count, rcount, wcount, rlocks and wlocks，计数值及锁；
• mmap_list and lock_list，mmap_list用于iofunc_mmap()和iofunc_mmap_default()函数，lock_list用于iofunc_lock_default()函数，通常用户不需要修改会检查这两个成员；
• list and list_size，保留字段；
• nbytes，资源的字节数，比如对于文件来说，放置的就是文件的大小；
• inode，特定挂载点的inode，每个挂载点都必须是唯一的；
• uid and gid，资源的用户ID和组ID，通常由chown()等函数来更新；
• mtime, atime, and ctime，修改时间、访问时间，以及状态改变时间，是三个POSIX时间成员；
• mode，资源的模式，定义在<sys/stat.h>中，以S_*开头；
• nlink，链接数量；
• rdev，包含字符特殊设备的设备号，以及指定专用设备的rdev号；

4. iofunc_mount_t结构（可选）

这个结构中的成员，尤其是conf和flags，可以修改某些iofunc层函数的行为。这个结构中至少包含以下内容：

typedef struct _iofunc_mount {
    uint32_t            flags;
    uint32_t            conf;
    dev_t               dev;
    int32_t             blocksize;
    iofunc_funcs_t      *funcs;
} iofunc_mount_t;

• flags，包含一个相关的位用于标识资源管理器使用的偏移量是32-bit的（与扩展的64-bit偏移相反）；
• conf，包含以下位：IOFUNC_PC_CHOWN_RESTRICTED/IOFUNC_PC_NO_TRUNC/IOFUNC_PC_SYNC_IO/IOFUNC_PC_LINK_DIR/IOFUNC_PC_ACL，这些选项是由iofunc层_IO_PATHCONF默认处理程序返回的;
• dev，包含文件系统对应的设备号，当客户端调用stat()函数时，会将该值填充到struct stat st_dev成员中；
• blocksize，包含了设备的块大小；
• funcs，这是一个struct _iofunc_funcs结构，用于扩展OCB；