Введение в QNX/Neutrino 2. Руководство по программированию приложений реального времени в QNX Realtime Platform

Если мы на мгновение вообразим, что функции opendir и closedir будут обработаны для нас автоматически, мы сможем сконцентрироваться только на сообщениях типа _IO_READ и _IO_LSEEK и на соответствующих им функциях.

Смещения

Сообщение _IO_LSEEK и соответствующая ему функция применяются для «поиска» (или «перемещения») в пределах файла. С каталогом происходит та же история. Вы можете переместиться к «первому» элементу каталога (как явно задав смещение функции seekdir, так и вызвав функцию rewinddir) переместиться к любому произвольному элементу (используя функцию seekdir), или же узнать свою текущую позицию в списке элементов каталога (вызвав функцию telldir).

Однако, «хитрость» при работе с каталогами состоит в том, что смещения задаете вы сами, и управление ими тоже всецело лежит на вас. Это означает, что вы можете назначать смещения элементов в каталоге равными как «0», «2» и так далее, так и «0», «64», «128» и так далее. Единственно, что здесь необходимо предусмотреть — чтобы обработчики io_lseek и io_read одинаково трактовали эти смещения.

В приведенном ниже примере мы предположим, что используется простой подход с номерами «0», «1», «2», и т.д. (Вы могли бы использовать «0», «64», «128», и т.д., если бы эти числа соответствовали, например, неким смещениям на носителе. Выбор за вами!)

Содержимое

Ну вот, остается «просто» заполнить struct dirent «содержимым» нашего каталога. Структура struct dirent выглядит так (взято из <dirent.h>):

struct dirent {
 ino_t d_ino;
 off_t d_offset;
 uint16_t d_reclen;
 uint16_t d_namelen;
 char d_name[1];
};

Коротко о ее полях:

d_ino	«Индексный дескриптор» («inode») — уникальный для точки монтирования порядковый номер, который не может быть нулевым (нуль указывал бы на то, что элемент, соответствующий данному индексному дескриптору, является свободным/пустым).
d_offset	Смещение в каталоге, о котором мы только что говорили. В нашем примере это будут обычные числа типа «0», «1», «2», и т.д.
d_reclen	Размер структуры struct dirent целиком, включая любые добавляемые в нее расширения. Заполнители для выравнивания при вычислении размера учитываются.
d_namelen	Число символов в поле d_name, не включая признак конца строки NULL.
d_name	Имя элемента каталога, которое должно завершаться признаком конца строки — NULL.

При возврате структур типа struct dirent код возврата, который передается клиенту, представляет собой число возвращенных байт.

Пример

Давайте для примера создадим администратора каталогового ресурса /dev/atoz. Этот администратор зарегистрирует «файлы» с именами от /dev/atoz/a до /dev/atoz/z, чтобы команда cat, примененная к любому из них, возвращала соответствующие их именам заглавные буквы. Чтобы понять, как это должно работать, вот пример командно-строковой сессии:

# cd /dev

# ls
atoz null ptyp2 socket ttyp0 ttyp3
enet0 ptyp0 ptyp3 text ttyp1 zero
mem ptyp1 shmem tty ttyp2

# ls -ld atoz
dr-xr-xr-x 1 root 0 26 Sep 05 07:59 atoz

# cd atoz
# ls
a e i m q u y
b f j n r v z
c g k o s w
d h l p t x

# ls -l e
– r--r--r-x 1 root 0 1 Sep 05 07:59 e

# cat m
M# cat q
Q#

Приведенный пример показывает, что в каталоге /dev есть каталог atoz, и что к нему можно применить команду ls и выполнить в него cd. Данный каталог /dev/atoz имеет размер «26» — мы так задали в нашей программе. Сменив текущий каталог на atoz и выполнив еще одну ls, получаем его содержимое — файлы с именами от а до z. Выполнив ls для отдельного файла — в данном случае для файла e — мы видим, что файл доступен по чтению всем (часть «– r--r--r--») и имеет размер, равный 1 байту. Наконец, выполнение нескольких cat показывает, что файлы действительно имеют заявленное содержимое. (Отметим, что поскольку файлы содержат только один байт и не содержат символа новой строки, после вывода символа строка не переводится, и приглашение командного интерпретатора оказывается на той же самой строке, что и вывод cat.)

Теперь, когда мы знаем нужные характеристики, давайте посмотрим на код. Он разбит на следующие функции:

main и декларации

Основная функция; здесь мы все инициализируем и запускаем наш администратор ресурса.

my_open

Обработчик сообщения _IO_CONNECT.

my_read

Обработчик сообщения _IO_READ.

my_read_dir и my_read_file

Выполняют фактическую работу функции my_read.

dirent_size и dirent_fill

Сервисные функции для работы со структурой struct diren t.

Заметьте, что при том, что разбит на короткие секции, перемежаемые текстовыми пояснениями, архив с полным исходным текстом в виде единого файла можно взять на веб-сайте компании PARSE Software Devices (http://www.parse.com/), он называется atoz.c.

main и декларации

Первый приведенный раздел программы представляет собой функцию main и ряд деклараций. Для удобства объявлен макрос ALIGN, который используется функциями dirent_size и dirent_fill для выравнивания.

Массив atoz_attrs содержит атрибутные записи, используемые в этом примере для «файлов». Мы объявляем массив из NUM_ENTS элементов, потому что у нас есть NUM_ENTS (то есть 26) файлов — от «а» до «z». Атрибутная запись, применяемая непосредственно для каталога (то есть для /dev/atoz, объявлена в теле функции main и называется просто attr. Обратите внимание на различное содержимое у этих двух типов атрибутных записей:

Файловая атрибутная запись:

 Маркируется как обычный файл (константа S_IFREG) с режимом доступа 0444 (это означает, что доступ по чтению имеет каждый, но доступа по записи нет ни у кого). Размер равен «1» — файл содержит только один байт, а именно прописную букву, соответствующую своему имени. Индексные дескрипторы (inodes) этих файлов пронумерованы от «1» до «26» включительно (было бы удобнее взять числа от «0» до «25», но цифра «0» зарезервирована).

Каталоговая атрибутная запись: