Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

• Символические ссылки. Специальный тип файла, который содержит путь к другому файлу. Когда открывается символическая ссылка, система распознает ее как ссылку, читает ее значение и открывает файл, на который она ссылается, вместо самой ссылки. Когда используется значение, сохраняемое в символической ссылке, говорят, что система следует по ссылке. Если не указано другое, предполагается, что системные вызовы следуют по ссылкам, которые переданы им.

• Сокеты. Подобно каналам, сокеты представляют собой каналы IPC. Они более гибки, чем каналы, и могут создавать IPC-каналы между процессами, запущенными на разных машинах. Сокеты обсуждаются в главе 17.

Во многих операционных системах отношение между файлами и файловыми именами построены по принципу соответствия "один к одному". Каждый файл имеет имя в файловой системе, и каждое имя отображается на один файл. Unix разделяет эти две концепции, обеспечивая более высокую гибкость.

Единственной уникальной отличительной чертой файла является его inode (от information node — информационный узел). Информационный узел файла содержит всю информацию о файле, включая права доступа, ассоциированные с ним, его текущий размер, количество имен, которые он имеет (оно может быть равно нулю, одному, двадцати или больше). Существуют два типа информационных узлов, in-core inode (информационный узел в ядре) — единственный тип, о котором нам нужно заботиться; каждый открытый файл в системе имеет его. Ядро отслеживает такие узлы в памяти, и они одинаковы для файловых систем всех типов. Другой тип узлов — on-disk inode (информационный узел на диске). Каждый файл в файловой системе имеет такой узел, и его точная структура зависит от типа файловой системы, в которой хранится файл.

Когда процесс открывает файл в файловой системе, on-disk inode загружается в память и превращается в in-core inode. Когда последний модифицируется, он трансформируется обратно в on-disk inode и сохраняется в файловой системе[40].

in-core inode и on-disk inode не содержат абсолютно одинаковую информацию. Так, например, только in-core inode отслеживает, сколько процессов в системе в данный момент используют файл, ассоциированный с ним.

Когда in-core inode и on-disk inode синхронизируются ядром, большинство системных вызовов завершаются обновлением этих узлов. Когда такое происходит, мы просто будем говорить об обновлении узла; это подразумевает, что изменением затронуты как in-core inode, так и on-disk inode. Некоторые файлы (такие как неименованные каналы), не имеют on-disk inode. В этом случае обновляется только in-core inode.

Имя файла существует только в каталоге, который связывает имя с on-disk inode. Вы можете воспринимать об именах файлов, как об указателях на дисковые узлы для файлов, ассоциированных с ними. Дисковый узел содержит в счетчике ссылок количество имен файлов, которые на него ссылаются. Когда файл удаляется, счетчик ссылок уменьшается на единицу, и если достигает 0, и ни один процесс не держит его открытым, то занятое файлом пространство освобождается. Если же другие процессы держат файл открытым, дисковое пространство освобождается тогда, когда последний из них закрывает файл.

Все это делает доступными следующие возможности.

• Можно иметь множество процессов, имеющих доступ к файлу, который не существует в файловой системе (такому, например, как канал).

• Можно создать файл на диске, удалить его вход в каталоге и продолжать выполнять чтение и запись файла.

• Можно изменить /tmp/foo и немедленно увидеть изменения в /tmp/bar, если оба имени файла ссылаются на один узел.

Система Unix всегда работала описанным образом, хотя эти операции и могут привести в замешательство новых пользователей и программистов. До тех пор, пока вы помните, что имя файла — это всего лишь указатель на дисковый узел, а сам узел — реальный ресурс, с вами все будет в порядке.

11.1. Режим файла

Каждый файл в системе имеет как тип (вроде неименованного канала или символьного устройства), так и набор прав доступа, определяющих, какие процессы могут иметь доступ к файлу. Тип файла и права доступа комбинируются в 16-битное значение (тип short в С), называемое режимом файла (file mode).

Младшие 12 бит режима файла представляют права, регламентирующие доступ к файлу, или модификаторы доступа. Они служат для множества функций. Наиболее важной функцией является возможность изменять идентификатор эффективного пользователя и идентификаторы групп файла при его выполнении.

Режим файла обычно записывается в виде шести восьмеричных разрядов. Представленные в восьмеричном виде, три младших разряда содержат модификаторы доступа файла, а два старших разряда указывают на его тип. Например, файл с режимом 0041777 имеет тип 04, модификатор прав 1 и биты доступа 0777[41]. Аналогично, файл с режимом 0100755 имеет тип 010, не имеет установленного модификатора доступа, а правами доступа к нему являются 0755.