Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

Рис. 2.9. Структуры данных потока

В метаданных каждого файла файловой системы UNIX хранится число связей, определяющее количество имен, которое имеет данный файл. Например, файлы /etc/init.d/lp(или /etc/lp), /etc/rc0.d/K201p, /etc/rc2.d/K201pи /etc/rc2.d/S801pимеют различные имена, но ссылаются на один и тот же физический файл (точнее, метаданные файла) и тем самым обеспечивают доступ к одним и тем же данным. В данном случае число связей файла равно 4. Каждый раз, когда одно из имен файла удаляется, число связей соответственно уменьшается. Когда оно достигнет нуля — данные файла будут удалены. Такой тип связи называется жесткой .

Жесткая связь создается с помощью системного вызова link(2) :

#include

int link(const char *existing, const char *new);

При этом будет образована новая запись каталога с именем newи номером inode указывающим на метаданные файла existing. Также будет увеличено число связей. Этим системным вызовом, в частности, пользуется команда ln(1) , рассмотренная в главе 1.

Для удаления жесткой связи используется системный вызов unlink(2) :

#include

int unlink(const char *path);

Эту функцию вызывает команда rm(1) при удалении файла. При этом не обязательно будут удалены данные файла. Заметим, что системный вызов, явно удаляющий данные файла, отсутствует, поскольку у файла может существовать несколько жестких связей, часть из которых может быть недоступна процессу, вызывающему такую функцию (например, одно из имен файла может быть расположено в недоступном каталоге).

В противоположность жестким связям, которые, как отмечалось в главе являются естественным способом адресации данных файла, в UNIX применяются символические связи, адресующие не данные файла, а его имя. Например, если файл является символической связью, то в его данных хранится имя файла, данные которого косвенно адресуются.

Символическая связь позволяет косвенно адресовать другой файл файловой системы. Системный вызов symlink(2) служит для создания символической связи. Этим вызовом, кстати, пользуется команда ln -s .

#include

int symlink (const char *name, const char *synmame);

После создания символической связи, доступ к целевому файлу name может осуществляться с помощью symname. При этом, функция open(2) , принимая в качестве аргумента имя символической связи, на самом деле открывает целевой файл. Такая особенность называется следованием символической связи. Не все системные вызовы обладают этим свойством. Например, системный вызов unlink(2) , удаляющий запись в каталоге, действует только на саму символическую связь. В противном случае, мы не имели бы возможности удалить ее. В табл. 2.11 показано, как работают с символическими связями различные системные вызовы.

Таблица 2.11. Интерпретация символической связи различными системными вызовами

Для чтения содержимого файла — символической связи используется системный вызов readlink(2) :

#include

int readlink(const char *path, void *buf, size_t bufsiz);

Аргумент pathсодержит имя символической связи. В буфере bufразмером bufsizвозвращается содержимое файла — символической связи.

Для иллюстрации к вышеприведенным рассуждениям приведем пример программы, которая сначала выводит содержимое символической связи, а затем — целевого файла, пользуясь в обоих случаях символическим именем:

#include

#include

#include

#include

#define BUFSZ 256

/* В качестве аргумента программа принимает имя

символической связи */

main(int argc, char *argv[]) {

char buf[BUFSZ+1];

int nread, fd;

/* Прочитаем содержимое самой символической связи */

printf("Читаем символическую связь\n");

nread = readlink(argv[1], buf, BUFSZ);

if (nread < 0) {

perror("readlink");

exit(1);

}

/* readlink не завершает строку '\0' */

printf("Символическая связь:\n %s\n", buf);

/* Теперь прочитаем содержимое целевого файла */

printf("Читаем целевой файл\n");

fd = open(argv[1], O_RDONLY);

if (fd < 0) {

perror("open");

exit(2);

}

nread = read(fd, buf, BUFSIZ);

if (nread < 0) {

perror("read");

exit(3);

}

buf[nread] = '\0';

printf("Целевой файл:\n %s\n", buf);

close(fd);

exit(0);

}

Перед тем как запустить программу, создадим символическую связь с файлом unix0.txt:

$ ln -s unix0.txt symlink.txt

$ ls -l

lrwxrwxrwx 1 andy user 10 Jan 6 09:54 symlink.txt -> unix0.txt

-rw-r--r-- 1 andy user 498 Jan 6 09:53 unix0.txt

$ a.out symlink.txt

Читаем символическую связь

Символическая связь:

unix0.txt

Читаем целевой файл

Целевой файл:

Начиная с 1975 года фирма AT&T начала предоставлять лицензии на

использование операционной системы как научно-образовательным

учреждениям, так и коммерческим организациям. Поскольку основная

часть системы поставлялась в исходных текстах, написанных на

языке С, опытным программистам не требовалось детальной

документации, чтобы разобраться в архитектуре UNIX. С ростом

популярности микропроцессоров

...

Системный вызов mmap(2) предоставляет механизм доступа к файлам, альтернативный вызовам read(2) и write(2) . С помощью этого вызова процесс имеет возможность отобразить участки файла в собственное адресное пространство. После этого данные файла могут быть получены или записаны путем чтения или записи в память. Функция mmap(2) определяется следующим образом:

#include

#include

caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot,

int flags, int fildes, off_t off);

Этот вызов задает отображение lenбайтов файла с дескриптором fildes, начиная со смещения off, в область памяти со стартовым адресом addr. Разумеется, перед вызовом mmap(2) файл должен быть открыт с помощью функции open(2) . Аргумент protопределяет права доступа к области памяти, которые должны соответствовать правам доступа к файлу, указанным в системном вызове open(2) . В табл. 2.12 приведены возможные значения аргумента prot и соответствующие им права доступа к файлу. Возможно логическое объединение отдельных значений prot. Так значение PROT_READ | PROT_WRITEсоответствует доступу O_RDWRк файлу.