O que acontece quando eu fecho () um descritor de arquivo?

Question

Estou tentando obter a imagem completa com descritores de arquivos. Digamos que eu tenha o process1 que inicialmente possui esses descritores de arquivo:

 _process1_
|          |
| 0 stdin  |
| 1 stdout |
| 2 stderr |
|__________|

Depois fecho o descritor de arquivo 1:

close(1);

O descritor de arquivo 1 traduz (pontos) para a stdout FILE structure na Open Files Table do kernel.

Com o código acima, o descritor de arquivo 1 é excluído da tabela do processo, que se torna:

 _process1_
|          |
| 0 stdin  |
| 2 stderr |
|__________|

Mas o que acontece no kernel? A estrutura stdout FILE é desalocada? Como isso é possível se stdout é um arquivo especial (o monitor) e provavelmente está sendo usado por outros processos? E quanto às estruturas FILE que são apenas arquivos normais (.txt por exemplo)? E se tal arquivo estiver sendo usado por outro processo?

    

Answer 1

The file descriptor 1 translates to the stdout FILE structure in the Kernel's Open Files Table.

Isso é um mal-entendido. A tabela de arquivos do kernel não tem nada a ver com estruturas de arquivos do espaço do usuário.

Em qualquer caso, o kernel tem dois níveis de indireção. Existe a estrutura interna que representa o arquivo em si, que é uma referência contada. Há uma "descrição de arquivo aberto" que é contada de referência. E depois há o identificador de arquivo, que não é contado de referência. A estrutura do arquivo aponta o caminho para o próprio inode. A descrição do arquivo aberto contém coisas como o modo de abertura e o ponteiro de arquivo.

Quando você liga para fechar, você sempre fecha o identificador de arquivo. Quando um identificador de arquivo é fechado, a contagem de referência em sua descrição de arquivo aberto é diminuída. Se for zero, a descrição do arquivo aberto também será liberada e a contagem de referência no próprio arquivo será diminuída. Somente se isso for zero, a estrutura de arquivos do kernel será liberada.

Não há chance de um processo liberar um recurso que outro processo está usando porque os recursos compartilhados são contados por referência.

    

Answer 2

Neste caso, não muito acontecerá. stdin, stdout e stderr todos tendem a ser clones do mesmo descritor de arquivo. O contador de referência para o descritor de arquivo será decrementado por um. O mesmo descritor de arquivo é normalmente mantido pelo shell a partir do qual o programa foi executado, portanto, o descritor de arquivo precisa ser mantido.

O kernel mantém contagens de referência para todos os arquivos (inodes) que estão abertos. Contanto que a contagem de referência seja maior que zero, o arquivo será mantido. Eu esperaria um contador separado é mantido para identificadores de arquivo aberto. Quando isso atinge zero, o kernel pode liberar a memória usada pelo manipulador de arquivos.

Quando todas as referências ao arquivo (entradas de diretório e identificadores de arquivo) tiverem sido removidas, o código do sistema de arquivos marcará o inode para reutilização. Quaisquer blocos que o arquivo tenha são disponibilizados para alocação. Muitos sistemas de arquivos apagam os ponteiros de bloco no inode quando ele é liberado. Isso dificulta a recuperação de um arquivo excluído. As atualizações no disco podem ser armazenadas em buffer e concluídas posteriormente.