5.1.6. Символические ссылки
Мы начали главу с обсуждения разделов, файловых систем и индексов. Мы также увидели, что элементы каталога связывают имена с номерами индексов. Поскольку элементы каталога не содержат другой информации, прямые ссылки ограничены файлами внутри одной и той же файловой системы. Это должно быть; нет способа отличить индекс 2341 одной файловой системы от индекса 2341 другой файловой системы. Вот что случится, если мы попытаемся это сделать:
$ mount /* Показать использующиеся файловые системы */
/dev/hda2 on / type ext3 (rw)
/dev/hda5 on /d type ext3 (rw)
...
$ ls -li /tmp/message /* Предыдущий пример был в файловой системе / */
228786 -rw-r--r-- 2 arnold devel 19 May 4 15:51 /tmp/message
$ cat /tmp/message
Hi, how ya doin' ?
$ /bin/pwd /* Текущий каталог в другой файловой системе */
/d/home/arnold
$ ln /tmp/message . /* Попытка создать ссылку */
ln: creating hard link './message' to '/tmp/message': Invalid cross-device link
На больших системах часто много разделов как на физически подключенных локальных дисках, так и на удаленно смонтированных файловых системах. Ограничение прямых ссылок одной и той же файловой системой неудобно, например, если некоторые файлы или каталоги должны быть перемешены в новое место, но старое программное обеспечение использует жестко вшитые в код имена файлов для старых местоположений.
Чтобы обойти это ограничение, 4.2 BSD ввело символические ссылки (symbolic links, называемые также soft links). Символическая ссылка является особой разновидностью файла (также, как особой разновидностью файла является каталог). Содержимое этого файла представляет собой путь к файлу, на который данный файл «указывает». Все современные Unix-системы, включая Linux, предусматривают символические ссылки; конечно, они теперь являются частью POSIX.
Символические ссылки могут ссылаться на любой файл в системе. Они могут также ссылаться на каталоги. Это упрощает перемещение каталогов с места на место, когда на старом месте остается символическая ссылка, указывающая на новое положение.
При обработке имени файла система отмечает символические ссылки и осуществляет требуемые действия в файле или каталоге, который указан. Символические ссылки создаются с помощью опции -s команды ln:
$ /bin/pwd /* Где мы находимся */
/d/home/arnold /* В другой файловой системе */
$ ln -s /tmp/message ./hello /* Создать символическую ссылку */
$ cat hello /* Использовать ее */
Hi, how ya doin' ?
$ ls -l hello /* Отобразить информацию о ней */
lrwxrwxrwx 1 arnold devel 12 May 4 16:41 hello -> /tmp/message
Файл, на который указывает ссылка, необязательно должен существовать. Система обнаруживает это во время исполнения и действует соответствующим образом:
$ rm /tmp/message /* Удалить указываемый файл */
$ cat ./hello /* Попытка использования через символическую ссылку */
cat: ./hello: No such file or directory
$ echo hi again > hello /* Создать новое содержание файла */
$ ls -l /tmp/message /* Показать информацию об указываемом файле */
-rw-r--r-- 1 arnold devel 9 May 4 16:45 /tmp/message
$ cat /tmp/message /* ...и содержание */
hi again
Символические ссылки создаются с помощью системного вызова symlink():
#include <unistd.h> /* POSIX */
int symlink(const char *oldpath, const char *newpath);
Аргумент oldpath содержит указываемый файл или каталог, a newpath является именем создаваемой символической ссылки. При успехе возвращается 0, а при ошибке (-1), возможные значения errno см. в справочной странице для symlink(2). У символических ссылок есть свои недостатки:
• Они занимают лишнее дисковое пространство, требуя отдельного индекса и блока данных. Прямые ссылки занимают лишь элемент каталога.
• Они добавляют лишние накладные расходы. Ядро должно больше работать для разрешения имени пути, содержащего символические ссылки.
• Они могут создать «циклы». Рассмотрите следующее:
$ rm -f a b /* Убедиться, что 'a' и 'b' не существуют */
$ ln -s a b /* Создать ссылку старого файла 'a' на новый 'b' */
$ ln -s b a /* Создать ссылку старого файла 'b' на новый 'a' */
$ cat а /* Что случилось? */
cat: a: Too many levels of symbolic links
Ядро должно быть способно определить такой случай и выдать сообщение об ошибке.
• Они легко обрываются. Если переместить указываемый файл в другое место или переименовать его, символическая ссылка больше не действительна. С прямой ссылкой такого случиться не может.
5.2. Создание и удаление каталогов
Создание и удаление каталогов просто. Двумя системными вызовами, что неудивительно, являются mkdir() и rmdir() соответственно:
#include <sys/types.h> /* POSIX */
#include <sys/stat.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
#include <unistd.h> /* POSIX */
int rmdir(const char *pathname);
Оба возвращают 0 при успехе и (-1) при ошибке, с соответствующим errno. Аргумент mode для mkdir() представляет права доступа, которые должны быть использованы для каталога. Он полностью идентичен аргументам mode для creat() и open(), обсуждавшимся в разделе 4.6 «Создание файлов».
Обе функции обрабатывают '.' и '..' в создаваемом или удаляемом каталоге. Перед удалением каталог должен быть пуст; если это не так, errno устанавливается в ENOTEMPTY. (В данном случае, «пуст» означает, что каталог содержит только '.' и '..'.)
Новым каталогам, как и всем файлам, присваивается идентификационный номер группы. К сожалению, его работа запутана. Мы отложим обсуждение до раздела 11.5.1 «Группа по умолчанию для новых файлов и каталогов».
Обе функции работают на одном уровне каталога за раз. Если /somedir существует, a /somedir/sub1 нет, 'mkdir("/somedir/sub1/sub2")' завершится неудачей. Каждый компонент в длинном пути должен создаваться отдельно (в соответствии с опцией -р mkdir, см. mkdir(1)).
Также, если pathname завершается символом '/', на некоторых системах mkdir() и rmdir() потерпят неудачу, а на других нет. Следующая программа, ch05-trymkdir.с, демонстрирует оба аспекта.
1 /* ch05-trymkdir.c --- Демонстрирует поведение mkdir().
2 Любезность Nelson H.F. Beebe. */
3
4 #include <stdio.h>
5 #include <stdlib.h>
6 #include <errno.h>
7
8 #if !defined(EXIT_SUCCESS)
9 #define EXIT_SUCCESS 0
10 #endif
11
12 void do_test(const char *path)
13 {
14 int retcode;
15
16 errno = 0;
17 retcode = mkdir(path, 0755);
18 printf("mkdir("%s") returns %d: errno = %d [%s)n",
19 path, retcode, errno, strerror(errno));
20 }
21
22 int main(void)
23 {
24 do_test("/tmp/t1/t2/t3/t4"); /*Попытка создания в подкаталоге*/
25 do_test("/tmp/t1/t2/t3");
26 do_test("/tmp/t1/t2");
27 do_test("/tmp/t1");
28
29 do_test("/tmp/u1"); /* Создать подкаталоги */
30 do_test("/tmp/u1/u2");
31 do_test("/tmp/u1/u2/u3");
32 do_test("/tmp/u1/u2/u3/u4");
33
34 do_test("/tmp/v1/"); /* Как обрабатывается завершающий '/'? */
35 do_test("/tmp/v1/v2/");
36 do_test("/tmp/v1/v2/v3/");
37 do_test("/tmp/v1/v2/v3/v4/");
38
39 return(EXIT_SUCCESS);
40 }
Вот результаты для GNU/Linux:
$ ch05-trymkdir
mkdir("/tmp/t1/t2/t3/t4") returns -1: errno = 2 [No such file or directory)
mkdir("/tmp/t1/t2/t3") returns -1: errno = 2 [No such file or directory)
mkdir("/tmp/t1/t2") returns -1: errno = 2 [No such file or directory]
mkdir("/tmp/t1") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/u1") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/u1/u2") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/u1/u2/u3") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/u1/u2/u3/u4") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/v1/") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/v1/v2/") returns 0: errno = 0 (Success]
mkdir("/tmp/v1/v2/v3/") returns 0: errno = 0 [Success]
mkdir("/tmp/v1/v2/v3/v4/") returns 0: errno = 0 [Success]
Обратите внимание, как GNU/Linux принимает завершающий слеш. Не все системы так делают.
В оригинальных системах Unix чтение содержимого каталогов было просто. Программа открывала каталог с помощью open() и непосредственно читала двоичные структуры struct direct, по 16 байтов за раз. Следующий фрагмент кода из программы V7 rmdir[53], строки 60–74. Он показывает проверку на пустоту каталога.
