僅適用於同一目錄中的檔案。

Question

在 Linux 上，openat系統呼叫可用於建立檔案並測試它們是否存在。就 C/C++ 記憶體模型而言，建立檔案並驗證其存在會建立同步關係。我需要知道的是這些同步是否都是順序一致的。 （我當然希望如此，但我實際上還沒有在任何地方看到過這個記錄。）

例如，給定進程 p1 和 p2，以及路徑 A 和 B：

如果 p1 這樣做：建立（A），然後建立（B）

p2 執行以下操作：嘗試開啟（B），然後嘗試開啟（A）

且沒有其他進程幹擾A或B，是否有可能p2成功開啟B但找不到A？

如果有什麼不同，我們可以假設所有操作都在一個檔案系統中。

Answer 1

透過所有底層磁碟和多核心 CPU 最佳化，不一定能夠確定兩個進程之間操作序列的嚴格順序。這就是如果存在時間相關行為的可能性則使用信號量的原因。

Answer 2

僅適用於同一目錄中的檔案。

有6條規則:

1. 讀取存取權限。鎖定規則：呼叫者鎖定我們正在存取的目錄。鎖被共享。

2. 物件創建。鎖定規則：與上面相同，但鎖定是排他的。

3. 物體移除。鎖定規則：呼叫者鎖定父級，找到受害者，鎖定受害者並呼叫方法。鎖是獨佔的。

4. rename()那是不是跨目錄。鎖定規則：呼叫者鎖定父級並尋找來源和目標。在交換的情況下（使用 RENAME_EXCHANGE標誌參數）鎖定兩者。無論如何，如果目標已經存在，請鎖定它。如果來源是非目錄，則鎖定它。如果我們需要鎖定兩者，請按 inode 指標順序鎖定它們。然後調用該方法。所有鎖都是獨佔的。注意：我們可能會鎖定共享的來源（以及交換情況下的目標）。

5. 連結創建。鎖定規則：

   • 鎖定父級

   • 檢查來源不是目錄

   • 鎖源

   • 呼叫該方法。所有鎖都是獨佔的。

6. 跨目錄重命名。整個群中最棘手的。鎖定規則：

   • 鎖定檔案系統

   • 將父母鎖定在「祖先第一」的順序。

   • 找到來源和目標。

   • 如果舊父級等於或是目標的後代，則失敗 -ENOTEMPTY

   • 如果新父級等於或是來源的後代，則失敗 -ELOOP

   • 如果是交換，請鎖定來源和目標。

   • 如果目標存在，則鎖定它。如果來源是非目錄，則鎖定它。如果我們需要鎖定兩者，請按照 inode 指標順序進行操作。

   • 呼叫該方法。全部->i_rwsem採取獨家。同樣，我們可能會鎖定共享的來源（以及交換情況下的目標）。

上述規則顯然保證了所有將要透過方法讀取、修改或刪除的目錄都將被呼叫者鎖定。

鎖定強制線性化，因此操作在單一目錄上完全有序。但是，讀取存取 (1)、物件建立 (2) 和物件刪除 (3) 不會採用比目錄鎖更廣泛的鎖，因此無法保證不同目錄中目錄操作的順序；不同的觀察者可能會看到目錄的線性歷史以不同的方式交織。