Книга: UNIX — универсальная среда программирования

2.5 Индексные дескрипторы

2.5 Индексные дескрипторы

Файл имеет несколько атрибутов: имя, содержимое и служебную информацию (права доступа и даты модификации). Служебная информация размещается в индексном дескрипторе вместе с важной системной информацией, такой, как размер файла, место хранения его на диске и т.д.[8] В индексном дескрипторе хранятся три даты: время последнего изменения файла (записи в него), время последнего использования файла (чтение или выполнение), время последнего изменения самого индексного дескриптора, например изменения прав доступа.

$ date
Tue Sep 27 12:07:24 EDT 1983 $ date > junk
$ ls -l junk
-rw-rw-rw 1 you 29 Sep 27 12:07 junk
$ ls -lu junk
-rw-rw-rw 1 you 29 Sep 27 06:11 junk
$ ls -lc junk
-rw-rw-rw 1 you 29 Sep 27 12:07 junk
$

Как видно из результата действия команды ls -lu, изменение содержимого файла не влияет на дату последнего использования, а с изменением прав доступа связана только дата изменения индексного дескриптора, о чем выдается сообщение командой ls -lc:

$ chmod 444 junk
$ ls -lu junk
-r--r--r-- 1 you 29 Sep 27 06:11 junk
$ ls -lc junk
-r--r--r-- 1 you 29 Sep 27 12:11 junk
$ chmod 666 junk $

Можно использовать флаг -t команды ls, который применяется для сортировки файлов по времени (по умолчанию принимается время последней модификации), совместно с флагами -с или -r, чтобы узнать порядок, в котором изменились индексные дескрипторы или читались файлы:

$ ls recipes
apple
pie
$ ls -lut total 2
drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 12:11 recipes
-rw-rw-rw- 1 you 29 Sep 27 06:11 junk

У каталога recipes, как вы видите, более позднее время использования, поскольку мы только что просмотрели его содержимое.

Очень важное понять значение индексного дескриптора, причем не для того, чтобы оценить действие флагов команды ls. По существу, индексные дескрипторы и есть файлы. Иерархия каталогов предоставляет только удобный способ именования файлов. Внутреннее системное имя файла или индекс файла — это номер индексного дескриптора, содержащего информацию о файле. Команда ls -i выдает индекс файла в десятичной форме:

$ date > x
$ ls -i
15768 junk
15274 recipes
15852 x
$

Именно индекс файла хранится в первых двух байтах каталога, предшествующих имени. Команда od -d выдает информацию не в восьмеричной форме по байтам, а в десятичной, объединив по два байта в одно целое, и поэтому мы увидим на экране индекс файла:

$od -с .
0000000   4  ; .
0000020 273 (  .  .
0000040 252  ; p  е  ц  п  т  ы
0000060 230  = j  u  n  к
0000100 354  = x
0000120

od -d .
0000000 15156 00046 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000020 10427 11822 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000040 15274 25970 26979 25968 00115 00000 00000 00000
0000060 15768 30058 27502 00000 00000 00000 00000 00000
0000100 15852 00120 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000120
$

Первые два байта в каждой строке каталога являются единственной связью между именем файла и его содержимым. Именно поэтому имя файла в каталоге называется связью: оно связывает имя в иерархии каталогов с индексным дескриптором и, тем самым, с информацией. Один и тот же индекс файла может появиться в нескольких каталогах. Команда rm в действительности удаляет не индексный дескриптор, а строку каталога или связь. Только когда последняя связь файла исчезает, система удаляет индексный дескриптор, а значит, и сам файл.

Если индекс файла в строке каталога равен нулю, это означает, что связь удалена, но сам файл не обязательно удален — могут существовать связи где-нибудь еще. Можно убедиться в том, что индекс файла становится равным нулю при удалении файла:

$ rm x $ od -d .
0000000 15156 00046 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000020 10427 11822 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000040 15274 25970 26979 25968 00115 00000 00000 00000
0000060 15768 30058 27502 00000 00000 00000 00000 00000
0000100 00000 00120 00000 00000 00000 00000 00000 00000
0000120
$

Следующий файл, создаваемый в этом каталоге, займет освободившуюся позицию, хотя у него, вероятно, будет другой индекс. Команда ln, имеющая приведенный ниже синтаксис, устанавливает связь с уже существующим файлом:

$ ln old-file new-file

Назначение связи состоит в том, чтобы дать два имени одному и тому же файлу, поэтому он часто оказывается в двух разных каталогах. Во многих системах есть связь с редактором /bin/ed под названием /bin/е, так что пользователи могут вызывать редактор как е. Две связи одного файла указывают на одну и ту же запись, а значит, имеют один и тот же индекс файла:

$ ln junk linktojunk
$ ls -li total 3
15768 -rw-rw-rw- 2 you 29 Sep 27 12:07 junk
15768 -rw-rw-rw- 2 you 29 Sep 27 12:07 linktojunk
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$

Целое число, выдаваемое между правом доступа и именем владельца файла, является числом связей файла. Поскольку каждая связь ссылается на индексный дескриптор, все связи одинаково, важны — нет разницы между первой связью и последующими. (Заметим, что общий объем занимаемого на диске пространства, сообщаемый командой ls, вычисляется неверно из-за двойного подсчета).

Если изменить файл, то изменение обнаружится при обращении к файлу под любым из его имен, так как все связи ссылаются на один файл:

$ echo x > junk
$ ls -l total 3
-rw-rw-rw- 2 you  2 Sep 27 12:37 junk
-rw-rw-rw- 2 you  2 Sep 27 12:37 linktojunk
drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$ rm linktojunk
$ ls -l total 2
-rw-rw-rw- 1 you  2 Sep 27 12:37 junk
drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$

После удаления файла linktojunk число связей опять становится равным единице. Как уже отмечалось, при удалении файла уничтожается лишь связь. Сам же файл сохраняется до тех пор, пока не будет удалена последняя связь. На практике, конечно, большинство файлов имеет единственную связь, но тем не менее вы убедились в том, что можно простым способом повысить гибкость системы.

Предостережение тем, кто слишком торопится: после удаления последней связи данные становятся недоступными. Удаленные файлы попадают скорее в топку, чем в мусорную корзину, и нет средства возродить их из пепла. (Слабая надежда на возрождение все-таки есть. В больших системах UNIX есть рутинная функция дублирования, которая периодически копирует изменяемые файлы в какое-нибудь надежное место типа магнитной ленты, откуда их можно извлечь. Для собственного успокоения вам следует знать, какой объем дублирования обеспечивает ваша система. Если нет ничего, будьте бдительны — любые неполадки с дисками могут обернуться катастрофой.)

Связи файла удобны, если два пользователя совместно работают с ним, но иногда нужна на самом деле отдельная копия — другой файл с той же информацией. Например, вы можете скопировать документ до внесения в него существенных изменений, так что можно будет восстановить оригинал, если вас не устроят эти изменения. Здесь не поможет установление связи, так как при изменении данных обе связи будут ссылаться на измененный файл. Копирует файлы команда cp:

$ cp junk copyofjunk
$ ls -li total 3
15850 -rw-rw-rw- 1 you  2 Sep 27 13:13 copyofjunk
15768 -rw-rw-rw- 1 you  2 Sep 27 12:37 junk
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$

Индексы файлов junk и copyofjunk различны, поскольку это различные файлы, хотя в данный момент они имеют одинаковое содержимое. Существует полезный прием: можно изменить права доступа к копии файла, чтобы ее труднее было случайно удалить.

$ chmod -w copyofjunk     Убрать право записи

$ ls -li total 3
15850 -r--r--r-- 1 you  2 Sep 27 13:13 copyofjunk
15768 -rw-rw-rw- 1 you  2 Sep 27 12:37 junk
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$ rm copyofjunk
rm: copyofjunk 444 mode n Нельзя! Он нужен

$ date > junk
$ ls -li total 3
15850 -r--r--r-- 1 you  2 Sep 27 13:13 copyofjunk
15768 -rw-rw-rw- 1 you 29 Sep 27 13:16 junk
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$ rm copyofjunk
rm: copyofjunk 444 mode y А может быть, и не так нужен

$ ls -li total 2
15768 -rw-rw-rw- 1 you 29 Sep 27 13:16 junk
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
$

Изменение копии файла или ее удаление не оказывает действия на оригинал. Обратите внимание на то, что, поскольку у файла copyofjunk отменено право на запись, команда rm запрашивает подтверждение, прежде чем удалить файл.

Есть еще одна команда общего назначения, управляющая файлами, — mv, которая переносит или переименовывает файлы, просто преобразуя связи. Синтаксис ее такой же, как у команд cp и ln:

$ mv junk sameoldjunk $ ls -li total 2
15274 drwxrwxrwx 4 you 64 Sep 27 09:34 recipes
15768 -rw-rw-rw- 1 you 29 Sep 27 13:16 sameoldjunk
$
sameoldjunk — это тот же самый файл, что и наш старый файл junk, вплоть до индекса файла, который связан с записью каталога с номером 15768; изменилось только его имя.

Все описанные выше манипуляции с файлами происходили в одном каталоге, однако команды применяются и в других каталогах. Команда ln часто используется для того, чтобы установить связь с одним именем в разных каталогах; это бывает в тех случаях, когда несколько пользователей работают с одной программой или над одним документом. Команда mv может переслать файл или каталог из одного каталога в другой. На самом деле, это довольно стандартный прием, так что у команд mv и cp есть специальный синтаксис для такой ситуации:

$ mv (или cp)file1 file2 ... directory

Здесь показана пересылка (или копирование) одного или нескольких файлов в каталог, который является последним аргументом. Связи или копии файлов получаются под теми же именами. Например, если вы хотите "набить руку" в работе с редактором, то можете начать с

$ cp /usr/src/cmd/ed.с .

получив свою копию исходного текста редактора для экспериментов. Осваивая интерпретатор shell, исходные тексты которого находятся в нескольких каталогах, задайте

$ mkdir sh
$ cp /usr/src/cmd/sh/* sh

и команда cp скопирует все исходные тексты shell в ваш вложенный каталог sh (мы считаем, что в /usr/src/cmd/sh нет вложенных каталогов, так как команда cp не слишком "умна"). В некоторых случаях команду ln допустимо применять с несколькими именами файлов в качестве аргументов, но имя каталога по-прежнему является последним аргументом. В ряде систем команды mv, cp и ln сами служат связями, ссылающимися на один файл, который анализирует имя команды, чтобы узнать, какое задание выполнить.

Оглавление книги