Como um diretório raiz é usado para resolução de nomes de caminhos absolutos?

Quando o kernel resolve, por exemplo /usr/share/man/man1/cat.1.gz, para um inode, ele terá que começar da raiz /e descer até cat.1.gz. No caso de um nome de caminho relativo, basta procurar o arquivo no diretório atual.

Talvez você estivesse pensando em como obter o caminho absoluto para o diretório de trabalho atual? Para determinar o caminho, você terá que trabalhar desde o diretório atual, passando por todos os diretórios intermediários até a raiz. (Mas observe que o kernel não faz isso quando recebe um caminho relativo para um arquivo, por exemplo, como um parâmetro para o opensyscall.)

Todos os nomes de caminho precisam de resolução. Obviamente, os processos passam nomes de caminho para o kernel como argumentos para chamadas de sistema como:

• creatou open,
• linkou rename,
• unlinkou rmdir,
• chmodou chown,
• chdirou chroot,
• execve,

etc. Considere um nome de caminho que se pareça com

…  a  /  b  /  c

A maneira como o kernel interpreta isso é:

Iniciando (em algum lugar no sistema de arquivos),
procure um diretório chamado a¹ .
    Se não for encontrado, retorna um erro.
    Se encontrado, procure nesse diretório por um subdiretório chamado b.
        Se não for encontrado, retorna um erro.
        Se encontrado, procure nesse diretório a entrada de diretório chamada c² .
            Se não for encontrado, retorna um erro ³ .
            Se encontrado, retorne esse inode.

Observe a ofuscação no início do nome do caminho e na primeira linha do algoritmo. É simples: se o caminho começa com uma barra (ou seja, é um “caminho absoluto”, por exemplo, /a/b/c), a busca começa no diretório raiz do processo, e se o caminho começa com qualquer outra coisa (ou seja, é um caminho relativo, por exemplo , a/b/c), a pesquisa começa no diretório de trabalho atual do processo.

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Você pode perguntar "Como isso é alcançado?" Bem, é claro, o kernel mantém muitas informações sobre cada processo, incluindo

• PID, PPID e vários identificadores de grupos de processos,
• UID e GID reais, efetivos e salvos e lista GID suplementar,
• Abrir arquivos,
• disposições de sinal,

e mais. Deixei de fora muitas coisas porque são irrelevantes para esta questão. Deixei de fora as variáveis ​​de ambiente porque elas não são mantidas pelo kernel; eles são mantidos por programas de espaço do usuário. Tudo o que o kernel faz é oferecer suporte a um mecanismo para passar variáveis ​​de ambiente de um programa para outro por meio de arquivos execve.

Duas coisas que deixei de fora da lista acima para fins dramáticos são:

• diretório raiz do processo e
• diretório de trabalho atual

Estes são ponteiros para inodes. Espero que todos que chegaram até aqui entendam como o diretório de trabalho atual do processo é definido — o processo chama chdir, passando um nome de caminho como argumento; o kernel interpreta o nome do caminho (o resolve para um inode) seguindo o procedimento descrito acima e, após o sucesso, define o ponteiro do diretório atual para apontar para esse inode.

O diretório raiz do processo é definido da mesma forma, exceto com a chrootchamada do sistema.

(Observe que, em ambos os casos, se o argumento do nome do caminho começar com /, a resolução do nome do caminho começará no diretório raiz do processo em vigor quando a chamada do sistema for invocada . )

Alguns exemplos:

• Se o seu diretório atual for /home/tim (e o diretório raiz do processo for a raiz do sistema de arquivos), então
  • se você acessar /etc/services, você receberá /etc/services,
  • se você acessar .bashrc, você receberá /home/tim/.bashrc.
• Se você fizer isso chroot /filesystem/tim (supondo que exista um diretório com esse nome e você tenha acesso a ele e tenha o privilégio necessário para chroot), então
  • se você acessar /etc/services, você receberá /filesystem/tim/etc/services,
  • se você acessar /, você vai conseguir /filesystem/tim, então
  • se você chroot /, nada mudará;
  • se você chroot /filesystem/john, ele tentará .chroot/filesystem/tim/filesystem/john

Como o diretório raiz e o diretório atual são armazenados como ponteiros para inodes, o sistema não precisa “localizá-los”.
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¹  ou seja, procure uma entrada de diretório que aponte para um inode cujo modo indica que é um diretório, ou seja, (i_mode & IFMT) == IFDIR.

²  para o último segmento do nome do caminho, não importa que tipo de arquivo seja; pode ser um diretório, um arquivo simples, um pipe nomeado, um link simbólico, um dispositivo, … qualquer coisa.

³  se o último segmento do nome do caminho não for encontrado, mas a chamada do sistema for ou (equivalente) , ou qualquer outra coisa que não possa criar uma entrada de diretório, a operação não falhará.creat(file, mode)open(file, O_CREAT, mode)