以原子方式更改文件的属性

Question

我想自动更改文件的某些属性。（背景：这是针对用户空间 NFS 实现的，其中 SETATTR 调用在文件上设置了多个属性）。

我未能解决的问题是以原子方式进行更新。也就是说，stat()s 或 rename()s 文件的不同进程不应看到部分更新的属性。

不同的简化（即没有错误检查和符号链接处理）方法及其缺点是：

使用传统函数：

int setattr(char *path, attributes attrs)
{
    lchown(path, attr.owner, attr.group);
    chmod(path, attr.mode)
    utime(path, ...)
    return 0
}

这不是原子的（并且无法在符号链接上正常工作）。

使用 fchown() 等
```
int setattr(char *path, attributes attrs)
{
     int fd = open(path, O_WRONLY);
     fchown(fd, attr.owner, attr.group);
     fchmod(fd, attr.mode);
     futimens(fd, ...);
     return 0;
}
```
这有点原子性，但如果文件的模式不允许打开，或者文件是符号链接（在这种情况下，应该修改符号链接的属性而不是目标的属性），则会失败。将 O_PATH 添加到 open() 调用中也无济于事，因为 fchown() 和 fchmod() 然后会失败。

使用 fchownat() 等

int setattr(char *path, attributes attrs)
{
     int fd = open(dirname(path), O_WRONLY | O_PATH);
     fchownat(fd, basename(path), attr.owner, attr.group, AT_SYMLINK_NOFOLLOW);
     fchmodat(fd, basename(path), attr.mode, 0);
     utimensat(fd, basename(path), ..., AT_SYMLINK_NOFOLLOW);
     return 0;
}

这看起来最有希望，但这又不是原子的。

我是不是遗漏了什么，或者没有一种方法可以满足我的要求？

Answer 1

你不能，而且你展示的示例中 none 是原子的。在 chown 和 chmod 或 chmod 和 utimes 调用之间总是有其他线程访问文件的机会。

在Linux 下有文件系统句柄的概念（与文件描述符相对），用于用户空间NFS 服务器等情况。目前我在 google 中唯一能找到的是 xfsprogs 的联机帮助页：handle manpage。但我认为这已在近年来 Linux 中得到推广，以处理更多文件系统。

Answer 2

不幸的是，如果不为它编写您自己的自定义系统调用或内核模块，这是不可能的。

虽然 Linux 内核本身确实有能力做到这一点，但它不会为它公开任何用户空间 API。此任务将需要一次设置所有属性的单个系统调用，或某种 "locking" 机制来防止文件被其他人访问（即 open/stat）过程，即使他们有权这样做。由于 Linux 不提供这样的系统调用，也不提供这样的 "locking" 机制，因此您无法从用户空间实现您想要实现的目标。

Answer 3

That is, a different process that stat()s or rename()s the file should not see partially updated attributes.

如果该文件已经存在，那么在修改它之前您几乎无法阻止另一个进程访问它。那艘船已经起航了。

rename 是原子的。

标准溶液是：

在目标目录中创建一个具有唯一临时名称的文件。必须在同一个目录才能保证在filesystem/same-mount点，这样就不需要文件内容（inode）拷贝了。
填充文件。如果文件是使用缓冲 I/O（除 write、pwrite、writev 或其他 系统调用 之外的任何其他内容）编写的，则需要被刷新或关闭（这会导致刷新，最终会执行上述系统调用之一）。
如有必要，设置正确的权限和属性。创建文件时可以设置权限。
rename 将文件更改为最终文件名。 rename 基本上以原子方式为文件内容（inode）创建一个新文件名（硬链接）并删除旧文件名。

这样当文件存在时它是完整的并且具有正确的权限和属性。

以原子方式更改文件的属性

Atomically change attributes of a file

c

unix

system-calls