`Системные требования и лимиты`

ЗОСРВ «Нейтрино» основана на микроядре, поэтому те ограничения, которые в других операционных системах были бы связаны с ядром, в данном случае будут зависеть только от того или иного менеджера ресурсов, реализующего соответствующую службу в ЗОСРВ «Нейтрино». Особенно это относится к файловым системам и тем случаям, когда одновременно используются несколько разных файловых систем.

Многие ресурсы зависят от объема доступной памяти. Другие лимиты зависят от целевой системы. Например, виртуальное адресное пространство для процесса при исполнении в 32-разрядном режиме работы ядра может составлять от 32 Мбайт на архитектуре ARM до 3,5 Гбайт на архитектуре x86. В 64-разрядном режиме работы ядра эти значения существенно увеличиваются.

Некоторые ограничения появляются в результате комплексного взаимодействия нескольких факторов. Если просто привести простые и очевидные значения граничных параметров без указания их взаимодействий, то это может ввести в заблуждение. Описание же всех взаимодействий может быть запутанным. Ключевым моментом, который нужно иметь в виду при чтении данного раздела, является то, что с конкретным ограничением может быть связано много дополнительных факторов.

Конфигурационные лимиты

Когда вы пытаетесь выяснить ограничения для системы, то нужно рассмотреть конфигурационные лимиты (configurable limit) — специальные переменные с атрибутами "только чтение", в которых сохраняется системная информация.

В ЗОСРВ «Нейтрино» поддерживаются также конфигурационные строки (configurable string), которые похожи на переменные окружения и часто используются совместно с ними. Подробнее об этом см. раздел Настройка параметров окружения и оболочки.

Получить значения конфигурационных лимитов или строк можно с помощью утилиты getconf (POSIX). Поскольку утилита getconf относится к интерфейсу POSIX, то ее можно использовать в сценариях вместо жестко запрограммированных в ЗОСРВ «Нейтрино» значений лимитов, что позволяет адаптировать сценарии к другим конфигурационным параметрам POSIX. Некоторые конфигурационные лимиты связаны с путями. Их имена начинаются с префикса "_PC_". Когда вы запрашиваете значения этих параметров, то при запросе должен быть указан путь (см. подраздел "Лимиты файловой системы" далее). Например, для получения максимальной длины для имени файла нужно ввести:

getconf _PC_NAME_MAX имя_для_пути

Другие ограничения связаны с системой в целом. Имена этих параметров начинаются с "_SC_", и при их извлечении указание пути не требуется. Например, для получения максимального числа файлов, которые может открывать процесс, нужно ввести команду:

getconf _SC_OPEN_MAX

Вообще говоря, значения конфигурационных лимитов вы изменять не можете. Они называются "конфигурируемыми", потому что их значения могут изменяться системой. В библиотеках ЗОСРВ «Нейтрино» имеется несколько различных функций, которые можно использовать в программах для работы со значениями конфигурационных лимитов, связанных с конфигурацией:

pathconf(): предоставляются значения конфигурационных лимитов, имеющих отношение к пути;
sysconf(): предоставляются значения конфигурационных лимитов общесистемного уровня;
setrlimit(): производится изменение значений некоторых конфигурационных лимитов. Например, эта функция может использоваться для ограничения числа файлов, которые разрешается открывать процессу, но при этом данная величина зависит также от значения, указанного в ключе -F ядра операционной системы procnto.

Общесистемные требования и лимиты

Приведенные далее лимиты относятся ко всей системе в целом (по группам системных объектов):

Процессы

Максимум действующих одновременно – 4095, за исключением:

на платформах ARMv6 (запускается procnto-v6), лимит – 255 процессов. MMU содержит восьмибитный ASID, который используется для маркирования не глобальных записей TLB. Каждому адресному пространству присвоен уникальный тэг, устанавливающий в MMU контекстный регистр контекстного переключения для определения используемого ASID. На данный момент не используется код ASID, устанавливается ограничение на 255 процессов;
на более ранних платформах ARM лимит – 63 процесса.

В платформе ARM лимит установлен практически на количество разделенных адресных пространств; можно запустить больше процессов, если они будут происходить в разделенном адресном пространстве, благодаря vfork(), но это исключительный случай.

Пространство имен (префиксы менеджеров ресурсов и т.д.)

Ограничено имеющейся памятью;

Сеансы и группы процессов

4095 (потому что на каждый сеанс или группу необходим, по крайней мере, один процесс);

Физическое адресное пространство

Ограничения отсутствуют за исключением тех, что накладываются оборудованием (см. документацию по используемой элементной базе).

Ассоциированные с процессом лимиты:

Число потоков — 32 767;
Число таймеров — 32 767;
Приоритеты — от 0 до 255.

Приоритет с номером 0 используется для потока ожидания. По умолчанию приоритеты с номерами более 64 относятся к категории привилегированных, поэтому использовать их могут только пользователи с ID=0 (т.е. имеющие учетную запись root). Остальным пользователям доступны приоритеты от 1 до 63.

Изменить диапазон привилегированных приоритетов можно с помощью ключа -P ядра операционной системы procnto.
выделение памяти: Поскольку реализация функции malloc() использует знаковое 32-битное целое для внутреннего представления размера, то невозможно выделить памяти больше 2 Гб. Если размер больше 2 Гб, эти функции возвращают ошибку ENOMEM:

Файловые дескрипторы

Полное число файловых дескрипторов жестко ограничено значением 32 767 для каждого процесса, но, скорее всего, ограничение будет задано с помощью ключа -F ядра операционной системы procnto или системной переменной RLIMIT_NOFILE. Значение по умолчанию равно 1000, минимальное значение равно 100.

Имейте в виду, что файловые дескрипторы используются сокетами, именованными семафорами, очередями сообщений, идентификаторами соединений (coids).

Для того чтобы получить установленное в текущий момент времени значение для этого параметра, используйте встроенную команду ulimit или вызовите библиотечную процедуру getrlimit().

Примитивы для синхронизации

Не существует никаких ограничений на количество мьютексов (mutex) и переменных для условий (condvars). Нет также ограничений на количество непоименованных семафоров, но количество именованных семафоров ограничивается числом доступных дескрипторов (см. подраздел "Файловые дескрипторы" далее в этой статье).

Лимиты для протокола TCP/IP

Число открытых соединений и сокетов ограничивается только доступной памятью и максимальным числом файловых дескрипторов на каждый процесс (см. подраздел "Файловые дескрипторы" далее в этой статье).

Очереди сообщений

Число областей разделяемой памяти ограничено разрешенным виртуальным адресным пространством, которое зависит от архитектуры целевой системы. См. описание ресурсных переменных RLIMIT_AS и RLIMIT_DATA для библиотечной процедуры setrlimit() в руководстве по библиотекам справочной системы комплекта разработчика ЗОСРВ «Нейтрино».

Разделяемая память

Количество очередей сообщений ограничено числом доступных файловых дескрипторов (см. подраздел "Файловые дескрипторы" далее в этой статье).

Установленное по умолчанию максимальное число записей в очереди и установленный по умолчанию максимальный размер записи для очереди зависит от того, используете вы для реализации очереди традиционный подход ( mqueue) или альтернативный ( mq).

Атрибут	Традиционный подход	Альтернативный подход
Число записей	1024	64
Размер сообщения	4096	256

Более подробно об этом см. описание команд mqueue и mq и описание функции mq_open().

Ограничения, связанные с платформой

Предельные значения

Архитектура	Режим работы ядра ОС	ЦПУ¹	Размер ОЗУ	Виртуальное адресное пространство²
x86	32-разрядный	32	64 Gb (36-битовая адресация)	3,5 Gb
PPC	32-разрядный	8	64 Gb (36-битовая адресация)	3 Gb
MIPS	32-разрядный	8	1 Tb (40-битовая адресация)	2 Gb
ARMv6	32-разрядный	1	512 Mb (32-битовая адресация)³	2 Gb
ARMv7	32-разрядный	16	4 Gb (32-битовая адресация)³	2 Gb
Aarch64	64-разрядный	32	256 Tb (48-битовая адресация)	512 Gb
E2K	64-разрядный	32	1 Tb (40-битовая адресация)	512 Gb

¹ – применяемое оборудование может определять дополнительные лимиты на количество ЦПУ.

² — приведены абсолютные максимальные лимиты для виртуального адресного пространства. Эти значения можно уменьшить, изменив параметр RLIMIT_AS с помощью функции setrlimit().

³ – 32-битная адресация устанавливает 4 Гб пространства данных, но оно не может быть все использовано для RAM системы на некоторых платформах. Некоторое количество пространства данных зарезервировано для устройств, и некоторые платформы могут накладывать ограничения.

Минимальные системные требования

Для успешного выполнения встраиваемой конфигурации:

Архитектура	Размер ОЗУ	Размер ПЗУ для хранения загрузочного образа ОС
x86	32 Mb	6 Mb
PPC	16 Mb	8 Mb
MIPS	8 Mb	4 Mb
ARMv6	8 Mb	4 Mb
ARMv7	8 Mb	4 Mb
Aarch64	64 Mb	6 Mb
E2K	256 Mb	16 Mb

Для возможности использовать инсталлятор:

Архитектура	Размер ОЗУ	Размер ОЗУ для Live DVD	Место на носителе для системных файлов
x86	32 Mb	80 Mb	450 Mb (только базовые компоненты) / 800 Mb (полная установка)
E2K	256 Mb	256 Mb	850 Mb (только базовые компоненты) / 1650 Mb (полная установка)

Лимиты файловых систем

Файловые системы в ЗОСРВ «Нейтрино» не являются частью ядра или базовых компонентов операционной системы. Файловые системы представляют собой отдельно загружаемые процессы или библиотеки. Под этим понимается следующее:

для файловых систем ЗОСРВ «Нейтрино» не устанавливаются какие-либо общие правила или ограничения – ограничения определяются исключительно конкретным типом файловой системы и процессом, который предоставляет доступ к файловой системе;
вы можете создать собственный процесс файловой системы или слой, который может почти прозрачно заместить или изменить многие из базовых параметров.

В последующих разделах будут приведены ограничения для поддерживаемых файловых систем. Имейте в виду следующее:

длины имен файлов и путей приводятся в байтах, а не в символах;
многие из поддерживаемых в ЗОСРВ «Нейтрино» файловых систем используют 32-битовый формат, что накладывает ограничение на размер файла в 2 Гбайт минус 1 байт; это, в свою очередь, ограничивает размер каталога, потому что на размер файла, в котором сохраняется информация о каталоге, распространяется то же ограничение на длину.

Запрос лимитов файловой системы

Вы можете узнать конфигурационные лимиты, имеющие отношение к путевому имени, чтобы выяснить свойства и лимиты, присущие конкретной файловой системе. Далее приводятся обозначения и описание переменных, задающих лимиты:

_PC_LINK_MAX: максимальное количество ссылок на файл;
_PC_MAX_CANON: максимальное число байтов для канонического буфера вода терминала (отформатированная строка в буфере редактирования);
_PC_MAX_INPUT: максимальное число байтов для входного буфера необработанных данных терминала;
_PC_NAME_MAX: максимальное число байтов в имени файла (исключая завершающий символ null);
_PC_PATH_MAX: максимальное число байтов в пути (исключая завершающий символ null);
_PC_PIPE_BUF: максимальное число байтов, которое может быть записано атомарно в канальный буфер pipe;
_PC_CHOWN_RESTRICTED: если константа определена (не равна -1), то это означает, что использование функции chown() ограничено процессами с соответствующими привилегиями и изменениями группового ID файла на эффективный групповой ID процесса или на один из его дополнительных групповых ID;
_PC_NO_TRUNC: если константа определена (не равна -1), то это означает, что при использовании компонентов имени для пути длиннее, чем значение, заданное константой _PC_NAME_MAX, приведет к сообщению об ошибке;
_PC_VDISABLE: если константа определена (не равна -1), то ее значение соответствует специальному символу, который может использоваться для индивидуального отключения специальных управляющих символов в структуре struct termios.

Дополнительная информация приведена в разделе "Конфигурационные лимиты" ранее в этой статье.

Файловая система QNX4 (fs-qnx4.so)

Далее приведены лимиты для файловых систем QNX4:

длина имени файла: 48 или 505 байт, если перед монтированием существует файл .longfilenames (подробнее об этом см. в описании файловой системы QNX4 в подразделе Имена файлов);
длина имени для пути: 1024 байта;
размер файла: 2 Гбайт минус 1 байт);
размер каталога: не существует никакого практического ограничения, хотя файлы, которые используются для управления содержимым каталога, имеют указанное стандартное ограничение на длину 2 Гбайт минус 1 байт, что соответствует возможности разместить в одном каталоге приблизительно 33 млн файлов. Вы вряд ли захотите иметь такое количество файлов в каталоге, потому что сканирование каталога происходит линейно, и большое число файлов сильно замедляет работу;
размер файловой системы: 2 Гбайт * 512; ограничение накладывается драйвером диска;
размер диска: 2⁶⁴ байт; ограничение накладывается драйвером диска.

Файловая система Power-Safe (fs-qnx6.so)

Лимиты для файловой системы Power-Safe:

физический сектор диска: 32-бита (2 Тб), используется devb API.
логический блок файловой системы: 512, 1024, 2048 или 4096 (устанавливается при начальной компоновке файловой системы).
максимальная длина имени файла: 510 байт (UTF-8). Если имя файла в длину меньше 28 байт, оно сохраняется в записях каталога; если имя длиннее, оно сохраняется во внешнем файле, а записи каталога ссылаются на него.
максимальный размер файла: 64-битная адресация. С размером блока 1Kб (по умолчанию), можно установить 256 блоковых указателей на блок, таким образом, что файл 16 × 256 × 1 Kб (4 Mб) запрашивает 1 уровень непрямых указателей. Если файл больше, то потребуется два уровня (т.е. 16 блоков 256 указателей блоков, содержащих другие 256 указателей на блоки), что дает максимальный размер файла 1 Гб. Для трех уровней непрямых указателей максимальный размер файла будет 256 Гб. При размере блока 2 Кб, каждый блок поддерживает 512 указателей и соответственное масштабирование.

Файловая система Ext2 (fs-ext2.so)

Далее приведены лимиты для файловых систем Linux Ext2:

длина имени файла: 255 байт;
длина имени для пути: 1024 байт;
размер файла: 2 Гбайт минус 1 байт;
размер каталога: 2 Гбайт минус 1; каталоги представляют собой файлы, в которых в качестве данных содержатся индексные дескрипторы и информация об именах файлов;
размер файловой системы: 2 Гбайт * 512;
размер диска: 2⁶⁴ байт; ограничение накладывается драйвером диска.

Файловая система DOS FAT12/16/32 (fs-dos.so)

Далее приведены лимиты для файловых систем DOS FAT12/16/32:

длина имени файла

255 байт;

длина имени для пути

260 байт;

размер файла

4 Гбайт минус 1; используется файловая система с 32-битовым форматом;

размер каталога

зависит от типа файловой системы:

корневой каталог FAT12/16 имеет специальную структуру в том смысле, что его размер фиксирован и не может быть увеличен; его размер выбирается при форматировании, и он обычно рассчитан на 512 записей; для FAT32 такого ограничения нет;
лимит каталогов FAT (для DOS-совместимых) – 64K записей.
для длинных имен (не соответствующих стандарту 8.3) может потребоваться использование нескольких записей, что уменьшает возможный размер каталога;

размер файловой системы – зависит от формата FAT: для FAT12 — 4084 кластера (максимальный размер кластера 32 Кбайт, следовательно, граничный размер равен 128 Мбайт); для FAT16 — 65 524 кластера (т.е. граничный размер равен 2 Гбайт); для FAT32 можно получить доступ к 268 435 444 кластерам (что соответствует граничному размеру в 8 Тбайт);

размер диска

ограничен дисковым драйвером и файлом io-blk.

В перечисленных файловых системах не поддерживается установка прав доступа к файлам, но эту функцию можно эмулировать.

Файловая система CD-ROM ISO 9660 (fs-cd.so)

Далее приведены лимиты для файловых систем CD-ROM (ISO 9660):

длина имени файла: 32 байта для базового стандарта ISO 9660, 128 байт для стандарта Joliet, 255 байт для стандарта Rockridge;
длина имени для пути: 1024 байта;
размер диска: в файловой системе используется 32-битовый формат (максимальный размер 2 Гбайт минус 1). Не разрешается создание чего-либо через использование файла fs-cd.so, он имеет атрибут "только чтение". Любые ограничения могут накладываться инструментам для создания образа (которые, надо надеяться, относятся к подмножеству стандарта ISO 9660). Размер диска также ограничен дисковым драйвером и файлом io-blk.

Взамен fs-cd.so лучше использовать драйвер fs-udf.so, поддерживающий файловую систему ISO-9660 в дополнение к UDF. Дополнительную информацию о лимитах UDF, см. в подразделе "Файловая система UDF" далее.

Файловая система NFS2 и NFS3 (fs-nfs2, fs-nfs3)

Далее приведены лимиты для файловых систем NFS2 и NFS3:

длина имени файла: 255 байт;
длина имени для пути: 1024 байта;
размер файла: 2 Гбайт минус 1; ограничение для 32-битовых файловых систем;
размер каталога, размер файловой системы и размер диска: зависит от сервера; ограничение для 32-битовых файловых систем.

Файловая система CIFS (fs-cifs)

Далее приведены лимиты для файловых систем CIFS:

длина имени файла: 255 байт;
длина имени для пути: 1024 байта;
размер файла: 2 Гбайт минус 1; ограничение для 32-битовых файловых систем;
размер каталога, размер файловой системы и размер диска: ограничение для 32-битовых файловых систем.

Файловая система CIFS не поддерживает использование функций chmod или chown.

Встраиваемая файловая система

Далее приведены лимиты для встраиваемых файловых систем (для флэш-памяти):

длина имени файла: 255 байт;
длина имени для пути: 1024 байта;
размер файла, размер файловой системы и размер диска: 2 Гбайт минус 1;
размер каталога: ограничивается доступным пространством.

Записи для файлов, каталогов и файловых экстентов представляют собой связанные списки. Чем длиннее список, тем больше времени требуется для поиска места, где нужно присоединить данные или получить связанную с файлом статистику.

Встраиваемая транзакционная файловая система Embedded Transaction filesystem (ETFS, fs-etfs-ram)

Лимиты встраиваемой транзакционной файловой системы ETFS:

длина имени файла: 91 байт.
длина имени для пути: 1024 байт.
размер файла: 2 GB − 1; 32-бит – лимит файловой системы.
максимальное количество файлов: 32768 (15 бит).
максимальное количество файлов по умолчанию: 4096.
максимальный размер кластера: 4096.
максимальный размер файловой системы: 64 Гб.

Для флеш-памяти NAND существуют дополнительные лимиты:

поддерживается только секция одного уровня (single-level cell (SLC)) NAND flash;
максимальный размер файловой системы 4 Гб;
защита резервной области ECC поддерживается только 2 Kб и 4 Kб страницами памяти NAND;
программное обеспечение ECC поддерживает только 1-битную коррекцию ошибок для каждого 256-байтного буфера;
поддерживается только флеш-память NAND с размерами страниц памяти 512, 2048 и 4096 байт.

Для ETFS на NAND необходимо выполнить программную кодировку 1-битной коррекции ошибок (ECC) для данных в резервной области. Поддерживаемые конфигурации доступны для:

2 Kб страниц памяти устройства памяти NAND;
4 Kб страниц памяти устройства памяти NAND.

Установлено, что резервная область получает значение ECC от devio_postcluster(), и после этого записывает его на устройство памяти NAND. Для определения соответствующего размера значения ECC необходимо использовать следующее:

для 512 NAND, не доступно;
для 2048 NAND, используется 64 байт ECC;
для 4096 NAND, используется 128 байт ECC;

Для установки приоритета резервной области необходимо выполнить следующие изменения для BSP:

для devio_readtrans() и devio_readcluster() — при чтении резервной области, в первую очередь сохраняется резервная область ECC, после этого задаются области резервной структуры 0xFF, которые запрашивают определение циклического контроля избыточности (CRC — проверка сохранности данных для устройства памяти NAND). Выполняется определение CRC, и если произошел сбой, для восстановления необходимо попробовать использовать другую резервную область значения ECC. Если резервная область ECC исправна, действия CRC игнорируются. Если резервная область ECC была скорректирована, устанавливается tacode в структуре транзакции ETFS_TRANS_ECC. Если ECC не было скорректирована, устанавливается tacode для ETFS_TRANS_DATAERR;
для devio_postcluster() — после определения CRC и ECC для кластера данных, и определения CRC для резервной области, добавляется определение ECC для резервной области. При выполнении определения CRC, необходимо использовать 0xFF в качестве символа-заполнителя для резервной области ECC.

Файловая система UDF (fs-udf.so)

Лимиты для файловой системы UDF:

длина имени файла: 255 символов Unicode.
длина имени для пути: 1024 байт.
размер диска: данная файловая система использует 32-битные блоковые адреса, но сама файловая система 64-битная (> 4 Гб).

Какие-либо действия в файловой системе с использованием fs-udf.so запрещены. Данная файловая система доступна только для чтения.

Apple Macintosh HFS и HFS Plus (fs-mac.so)

Лимиты для Apple Macintosh HFS (Hierarchical File System) и HFS Plus:

длина имени файла: 31 символ MacRoman для HFS; 255 байт (Unicode) для HFS Plus.
длина имени для пути: 1023 bytes.
размер диска: данная файловая система использует 32-битные блоковые адреса, но сама файловая система 64-битная (> 4 Гб).

Какие-либо действия в файловой системе с использованием fs-mac.so запрещены. Данная файловая система доступна только для чтения.

Файловая система Windows NT (fs-nt.so)

Лимиты для файловой системы Windows:

длина имени файла: 255 символов.
длина имени для пути: 1024 байт.
размер файла: 4 GB − 1; используется формат файловой системы 64-бит.
размер файловой системы: 264 - 1 кластеров.
размер диска: ограничен драйвером диска и io-blk.

Данная файловая система доступна только для чтения.

Предыдущий раздел: перейти