Системные вызовы и команды для выполнения операций над файлами и директориями

Ранее уже говорилось о некоторых командах и системных вызовах, позволяющих выполнять операции над файлами в операционной системе LINUX. Рассматривался ряд команд, позволяющих изменять атрибуты файла – chmod, chown, chgrp, команду копирования файлов и директорий – cp, команду удаления файлов и директорий – rm, команду переименования и перемещения файлов и директорий – mv, команду просмотра содержимого директорий – ls.

В предыдущих работах рассказывалось о хранении информации о файлах внутри адресного пространства процесса с помощью таблицы открытых файлов, о понятии файлового дескриптора, о необходимости введения операций открытия и закрытия файлов (системные вызовы open() и close()) и об операциях чтения и записи (системные вызовы read() и write()). Далее в этом разделе, если не будет оговорено особо, под словом "файл" будет подразумеваться регулярный файл.

Вся информация об атрибутах файла и его расположении на физическом носителе содержится в соответствующем файлу индексном узле и, возможно, в нескольких связанных с ним логических блоках. Для того чтобы при каждой операции над файлом не считывать эту информацию с физического носителя заново, представляется логичным, считав информацию один раз при первом обращении к файлу, хранить ее в адресном пространстве процесса или в части адресного пространства ядра, характеризующей данный процесс. Именно поэтому в лекциях данные о файлах, используемых процессом, были отнесены к составу системного контекста процесса, содержащегося в его PCB.

С точки зрения пользовательского процесса каждый файл представляет собой линейный набор байт, снабженный указателем текущей позиции процесса в этом наборе. Все операции чтения из файла и записи в файл производятся в этом наборе с того места, на которое показывает указатель текущей позиции. По завершении операции чтения или записи указатель текущей позиции помещается после конца прочитанного или записанного участка файла. Значение этого указателя является динамической характеристикой файла для использующего его процесса и также должно храниться в PCB.

На самом деле организация информации, описывающей открытые файлы в адресном пространстве ядра операционной системы LINUX, является более сложной.

Некоторые файлы могут использоваться одновременно несколькими процессами независимо друг от друга или совместно. Для того чтобы не хранить дублирующуюся информацию об атрибутах файлов и их расположении на внешнем носителе для каждого процесса отдельно, такие данные обычно размещаются в адресном пространстве ядра операционной системы в единственном экземпляре, а доступ к ним процессы получают только при выполнении соответствующих системных вызовов для операций над файлами.

Независимое использование одного и того же файла несколькими процессами в операционной системе LINUX предполагает возможность для каждого процесса совершать операции чтения и записи в файл по своему усмотрению. При этом для корректной работы с информацией необходимо организовывать взаимоисключения для операций ввода-вывода. Совместное использование одного и того же файла в операционной системе LINUX возможно для близко родственных процессов, т.е. процессов, один из которых является потомком другого или которые имеют общего родителя. При совместном использовании файла процессы разделяют некоторые данные, необходимые для работы с файлом, в частности, указатель текущей позиции. Операции чтения или записи, выполненные в одном процессе, изменяют значение указателя текущей позиции во всех близко родственных процессах, одновременно использующих этот файл.

Как мы видим, вся информация о файле, необходимая процессу для работы с ним, может быть разбита на три части:

• данные, специфичные для этого процесса;
• данные, общие для близко родственных процессов, совместно использующих файл, например, указатель текущей позиции;
• данные, являющиеся общими для всех процессов, использующих файл, – атрибуты и расположение файла.

Рис. 5.2. Взаимосвязи между таблицами, содержащими данные об открытых файлах в системе

Естественно, что для хранения этой информации применяются три различные связанные структуры данных, лежащие, как правило, в адресном пространстве ядра операционной системы, – таблица открытых файлов процесса, системная таблица открытых файлов и таблица индексных узлов открытых файлов. Для доступа к этой информации в управляющем блоке процесса заводится таблица открытых файлов, каждый непустой элемент которой содержит ссылку на соответствующий элемент системной таблицы открытых файлов, содержащей данные, необходимые для совместного использования файла близко родственными процессами. Из системной таблицы открытых файлов мы, в свою очередь, можем по ссылке добраться до общих данных о файле, содержащихся в таблице индексных узлов открытых файлов (см. рис. 5.2). Только таблица открытых файлов процесса входит в состав его PCB и, соответственно, наследуется при рождении нового процесса. Индекс элемента в этой таблице (небольшое целое неотрицательное число) или файловый дескриптор является той величиной, характеризующей файл, которой может оперировать процесс при работе на уровне пользователя. В эту же таблицу открытых файлов помещаются и ссылки на данные, описывающие другие потоки ввода-вывода, такие как pipe и FIFO.

Системный вызов open(). Для выполнения большинства операций над файлами через системные вызовы пользовательский процесс обычно должен указать в качестве одного из параметров системного вызова дескриптор файла, над которым нужно совершить операцию. Поэтому, прежде чем совершать операции, мы должны поместить информацию о файле в наши таблицы файлов и определить соответствующий файловый дескриптор. Для этого, как уже говорилось ранее, применяется процедура открытия файла, осуществляемая системным вызовом open(). При открытии файла операционная система проверяет, соответствуют ли права, которые запросил процесс для операций над файлом, правам доступа, установленным для этого файла. В случае соответствия она помещает необходимую информацию в системную таблицу файлов и, если этот файл не был ранее открыт другим процессом, в таблицу индексных дескрипторов открытых файлов. Далее операционная система находит пустой элемент в таблице открытых файлов процесса, устанавливает необходимую связь между всеми тремя таблицами и возвращает на пользовательский уровень дескриптор этого файла.

По сути дела, с помощью операции открытия файла операционная система осуществляет отображение из пространства имен файлов в дисковое пространство файловой системы, подготавливая почву для выполнения других операций.

Системный вызов close(). Обратным системным вызовом по отношению к системному вызову open() является системный вызов close(), с которым мы уже познакомились. После завершения работы с файлом процесс освобождает выделенные ресурсы операционной системы и, возможно, синхронизирует информацию о файле, содержащуюся в таблице индексных узлов открытых файлов, с информацией на диске, используя этот системный вызов. Надо отметить, что место в таблице индексных узлов открытых файлов не освобождается по системному вызову close() до тех пор, пока в системе существует хотя бы один процесс, использующий этот файл. Для обеспечения такого поведения в ней для каждого индексного узла заводится счетчик числа открытий, увеличивающийся на 1 при каждом системном вызове open() для данного файла и уменьшающийся на 1 при каждом его закрытии. Очищение элемента таблицы индексных узлов открытых файлов с окончательной синхронизацией данных в памяти и на диске происходит только в том случае, если при очередном закрытии файла этот счетчик становится равным 0.

Поведение таблицы открытых файлов процесса и связанных с ней таблиц при системных вызовах exit(), exec() и fork() рассматривалось ранее.

Операция создания файла. Системный вызов creat(). При обсуждении системного вызова open() подробно рассказывалось о его использовании для создания нового файла. Для этих же целей можно использовать системный вызов creat(), являющийся, по существу, урезанным вариантом вызова open() (о значении флага O_TRUNC для системного вызова open() будет сказано чуть ниже).

Системный вызов creat() Прототип системного вызова #include <fcntl.h>   int creat(char *path, int mode); Описание системного вызова Системный вызов creat эквивалентен системному вызову open() с параметром flags, установленным в значение O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC. Параметр path является указателем на строку, содержащую полное или относительное имя файла. Если файла с указанным именем не существовало к моменту системного вызова, он будет создан и открыт только для выполнения операций записи. Если файл уже существовал, то он открывается также только для операции записи, при этом его длина уменьшается до 0 с одновременным сохранением всех других атрибутов файла. Параметр mode устанавливает атрибуты прав доступа различных категорий пользователей к новому файлу при его создании. Этот параметр задается как сумма следующих восьмеричных значений: 0400 – разрешено чтение для пользователя, создавшего файл. 0200 – разрешена запись для пользователя, создавшего файл. 0100 – разрешено исполнение для пользователя, создавшего файл. 0040 – разрешено чтение для группы пользователя, создавшего файл. 0020 – разрешена запись для группы пользователя, создавшего файл. 0010 – разрешено исполнение для группы пользователя, создавшего файл. 0004 – разрешено чтение для всех остальных пользователей 0002 – разрешена запись для всех остальных пользователей 0001 – разрешено исполнение для всех остальных пользователей При создании файла реально устанавливаемые права доступа получаются из стандартной комбинации параметра mode и маски создания файлов текущего процесса umask, а именно – они равны mode & ~umask. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение файлового дескриптора для открытого файла при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Операция чтения атрибутов файла. Системные вызовы stat(), fstat() и lstat(). Для чтения всех атрибутов файла в специальную структуру могут применяться системные вызовы stat(), fstat() и lstat(). Разъяснение понятий жесткой и мягкой (символической) связи, встречающихся в описании системных вызовов, будет дано позже при рассмотрении операций связывания файлов.

Системные вызовы для чтения атрибутов файла Прототипы системных вызовов #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int stat(char *filename, struct stat *buf); int fstat(int fd, struct stat *buf); int lstat(char *filename, struct stat *buf); Описание системных вызовов Настоящее описание не является полным описанием этих системных вызовов, а приспособлено для целей данного курса. Для получения полного описания обращайтесь в LINUX Manual. Системные вызовы stat, fstat и lstat служат для получения информации об атрибутах файла. Системный вызов stat читает информацию об атрибутах файла, на имя которого указывает параметр filename, и заполняет ими структуру, расположенную по адресу buf. Заметим, что имя файла должно быть полным, либо должно строиться относительно той директории, которая является текущей для процесса, совершившего вызов. Если имя файла относится к файлу типа "связь", то читается информация (рекурсивно!) об атрибутах файла, на который указывает символическая связь. Системный вызов lstat идентичен системному вызову stat за одним исключением: если имя файла относится к файлу типа "связь", то читается информация о самом файле типа "связь". Системный вызов fstat идентичен системному вызову stat, только файл задается не именем, а своим файловым дескриптором (естественно, файл к этому моменту должен быть открыт). Для системных вызовов stat и lstat процессу не нужны никакие права доступа к указанному файлу, но могут понадобиться права для поиска во всех директориях, входящих в специфицированное имя файла. Структура stat в различных версиях LINUX может быть описана по-разному. В Linux она содержит следующие поля: struct stat { dev_t st_dev; /* устройство, на котором расположен файл */ ino_t st_ino; /* номер индексного узла для файла */ mode_t st_mode; /* тип файла и права доступа к нему */ nlink_t st_nlink; /* счетчик числа жестких связей */ uid_t st_uid; /* идентификатор пользователя владельца */ gid_t st_gid; /* идентификатор группы владельца */ dev_t st_rdev; /*тип устройства для специальных файлов устройств*/ off_t st_size; /* размер файла в байтах (если определен для данного типа файлов) */ unsigned long st_blksize; /* размер блока для файловой системы */ unsigned long st_blocks; /* число выделенных блоков */ time_t st_atime; /* время последнего доступа к файлу */ time_t st_mtime; /* время последней модификации файла */ time_t st_ctime; /* время создания файла */ } Для определения типа файла можно использовать следующие логические макросы, применяя их к значению поля st_mode: S_ISLNK(m) – файл типа "связь"? S_ISREG(m) – регулярный файл? S_ISDIR(m) – директория? S_ISCHR(m) – специальный файл символьного устройства? S_ISBLK(m) – специальный файл блочного устройства? S_ISFIFO(m) – файл типа FIFO? S_ISSOCK(m) – файл типа "socket"? Младшие 9 бит поля st_mode определяют права доступа к файлу подобно тому, как это делается в маске создания файлов текущего процесса. Возвращаемое значение Системные вызовы возвращают значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Операции изменения атрибутов файла. Большинство операций изменения атрибутов файла обычно выполняется пользователем в интерактивном режиме с помощью команд операционной системы. Отметим только операцию изменения размеров файла, а точнее операцию его обрезания, без изменения всех других атрибутов, кроме, быть может, времени последнего доступа к файлу и его последней модификации. Для того чтобы уменьшить размеры существующего файла до 0, не затрагивая остальных его характеристик (прав доступа, даты создания, учетной информации и т.д.), можно при открытии файла использовать в комбинации флагов системного вызова open() флаг O_TRUNC. Для изменения размеров файла до любой желаемой величины (даже для его увеличения во многих вариантах LINUX, хотя изначально этого не предусматривалось!) может использоваться системный вызов ftruncate(). При этом, если размер файла мы уменьшаем, то вся информация в конце файла, не влезающая в новый размер, будет потеряна. Если же размер файла мы увеличиваем, то это будет выглядеть так, как будто мы дополнили его до недостающего размера нулевыми байтами.

Системный вызов ftruncate()

Прототип системного вызова

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

int ftruncate(int fd, size_t length);

Описание системного вызова

Системный вызов ftruncate предназначен для изменения длины открытого регулярного файла.

Параметр fd является дескриптором соответствующего файла, т. е. значением, которое вернул системный вызов open().

Параметр length – значение новой длины для этого файла. Если параметр length меньше, чем текущая длина файла, то вся информация в конце файла, не влезающая в новый размер, будет потеряна. Если же он больше, чем текущая длина, то файл будет выглядеть так, как будто мы дополнили его до недостающего размера нулевыми байтами.

Возвращаемое значение

Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Операции чтения из файла и записи в файл. Для операций чтения из файла и записи в файл применяются системные вызовы read() и write(), которые мы уже обсуждали ранее.

Надо отметить, что их поведение при работе с файлами имеет определенные особенности, связанные с понятием указателя текущей позиции в файле.

При работе с файлами информация записывается в файл или читается из него, начиная с места, определяемого указателем текущей позиции в файле. Значение указателя увеличивается на количество реально прочитанных или записанных байт. При чтении информации из файла она не пропадает из него. Если системный вызов read возвращает значение 0, то это означает, что достигнут конец файла.

Операция изменения указателя текущей позиции. Системный вызов lseek(). С точки зрения процесса все регулярные файлы являются файлами прямого доступа. В любой момент процесс может изменить положение указателя текущей позиции в открытом файле с помощью системного вызова lseek().

Особенностью этого системного вызова является возможность помещения указателя текущей позиции в файле за конец файла (т.е. возможность установления значения указателя большего, чем длина файла).

При любой последующей операции записи в таком положении указателя файл будет выглядеть так, как будто возникший промежуток от конца файла до текущей позиции, где начинается запись, был заполнен нулевыми байтами. Если операции записи в таком положении указателя не производится, то никакого изменения файла, связанного с необычным значением указателя, не произойдет (например, операция чтения будет возвращать нулевое значение для количества прочитанных байтов).

Системный вызов lseek() Прототип системного вызова #include <sys/types.h> #include <unistd.h> off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence); Описание системного вызова Системный вызов lseek предназначен для изменения положения указателя текущей позиции в открытом регулярном файле. Параметр fd является дескриптором соответствующего файла, т. е. значением, которое вернул системный вызов open(). Параметр offset совместно с параметром whence определяют новое положение указателя текущей позиции следующим образом: Если значение параметра whence равно SEEK_SET, то новое значение указателя будет составлять offset байт от начала файла. Естественно, что значение offset в этом случае должно быть не отрицательным. значение параметра whence равно SEEK_CUR, то новое значение указателя будет составлять старое значение указателя + offset байт. При этом новое значение указателя не должно стать отрицательным. Если значение параметра whence равно SEEK_END, то новое значение указателя будет составлять длина файла + offset байт. При этом новое значение указателя не должно стать отрицательным. Системный вызов lseek позволяет выставить текущее значение указателя за конец файла (т.е. сделать его превышающим размер файла). При любой последующей операции записи в этом положении указателя файл будет выглядеть так, как будто возникший промежуток был заполнен нулевыми битами. Тип данных off_t обычно является синонимом типа long. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает новое положение указателя текущей позиции в байтах от начала файла при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Операция добавления информации в файл. Флаг O_APPEND. Хотя эта операция по сути дела является комбинацией двух уже рассмотренных операций, мы считаем нужным упомянуть ее особо. Если открытие файла системным вызовом open() производилось с установленным флагом O_APPEND, то любая операция записи в файл будет всегда добавлять новые данные в конец файла, независимо от предыдущего положения указателя текущей позиции (как если бы непосредственно перед записью был выполнен вызов lseek() для установки указателя на конец файла).

Операции создания связей. Команда ln, системные вызовы link() и symlink(). С операциями, позволяющими изменять логическую структуру файловой системы, такими как создание файла, мы уже сталкивались в этом разделе. Однако операции создания связи служат для проведения новых именованных ребер в уже существующей структуре без добавления новых узлов или для опосредованного проведения именованного ребра к уже существующему узлу через файл типа "связь" и неименованное ребро. Такие операции мы до сих пор не рассматривали, поэтому давайте остановимся на них подробнее.

Допустим, что несколько программистов совместно ведут работу над одним и тем же проектом. Файлы, относящиеся к этому проекту, вполне естественно могут быть выделены в отдельную директорию так, чтобы не смешиваться с файлами других пользователей и другими файлами программистов, участвующих в проекте. Для удобства каждый из разработчиков, конечно, хотел бы, чтобы эти файлы находились в его собственной директории. Этого можно было бы добиться, копируя по мере изменения новые версии соответствующих файлов из директории одного исполнителя в директорию другого исполнителя. Однако тогда, во-первых, возникнет ненужное дублирование информации на диске. Во-вторых, появится необходимость решения тяжелой задачи: синхронизации обновления замены всех копий этих файлов новыми версиями.

Существует другое решение проблемы. Достаточно разрешить файлам иметь несколько имен. Тогда одному физическому экземпляру данных на диске могут соответствовать различные имена файла, находящиеся в одной или в разных директориях. Подобная операция присвоения нового имени файлу (без уничтожения ранее существовавшего имени) получила название операции создания связи.

В операционной системе LINUX связь может быть создана двумя различными способами.

Первый способ, наиболее точно следующий описанной выше процедуре, получил название способа создания жесткой связи (hard link). С точки зрения логической структуры файловой системы этому способу соответствует проведение нового именованного ребра из узла, соответствующего некоторой директории, к узлу, соответствующему файлу любого типа, получающему дополнительное имя. С точки зрения структур данных, описывающих строение файловой системы, в эту директорию добавляется запись, содержащая дополнительное имя файла и номер его индексного узла (уже существующий!). При таком подходе и новое имя файла, и его старое имя или имена абсолютно равноправны для операционной системы и могут взаимозаменяемо использоваться для осуществления всех операций.

Использование жестких связей приводит к возникновению двух проблем.

Первая проблема связана с операцией удаления файла. Если мы хотим удалить файл из некоторой директории, то после удаления из ее содержимого записи, соответствующей этому файлу, мы не можем освободить логические блоки, занимаемые файлом, и его индексный узел, не убедившись, что у файла нет дополнительных имен (к его индексному узлу не ведут ссылки из других директорий), иначе мы нарушим целостность файловой системы. Для решения этой проблемы файлы получают дополнительный атрибут – счетчик жестких связей (или именованных ребер), ведущих к ним, который, как и другие атрибуты, располагается в их индексных узлах. При создании файла этот счетчик получает значение 1. При создании каждой новой жесткой связи, ведущей к файлу, он увеличивается на 1. Когда мы удаляем файл из некоторой директории, то из ее содержимого удаляется запись об этом файле, и счетчик жестких связей уменьшается на 1. Если его значение становится равным 0, происходит освобождение логических блоков и индексного узла, выделенных этому файлу.

Вторая проблема связана с опасностью превращения логической структуры файловой системы из ациклического графа в циклический и с возможной неопределенностью толкования записи с именем ".." в содержимом директорий. Для их предотвращения во всех существующих вариантах операционной системы LINUX запрещено создание жестких связей, ведущих к уже существующим директориям (несмотря на то, что POSIX-стандарт для операционной системы LINUX разрешает подобную операцию для пользователя root). Поэтому мы и говорили о том, что в узел, соответствующий файлу типа " директория ", не может вести более одного именованного ребра. (В операционной системе Linux по непонятной причине дополнительно запрещено создание жестких связей, ведущих к специальным файлам устройств.)

Команда ln Синтаксис команды ln [options] source [dest] ln [options] source... directory Описание команды Настоящее описание не является полным описанием команды ln, а описывает только ее опции, используемые в данном курсе. Для получения полного описания обращайтесь к LINUX Manual Команда ln предназначена для реализации операции создания связи в файловой системе. В нашем курсе мы будем использовать две формы этой команды. Первая форма команды, когда в качестве параметра source задается имя только одного файла, а параметр dest отсутствует, или когда в качестве параметра dest задается имя файла, не существующего в файловой системе, создает связь к файлу, указанному в качестве параметра source, в текущей директории с его именем (если параметр dest отсутствует) или с именем dest (полным или относительным) в случае наличия параметра dest. Вторая форма команды, когда в качестве параметра source задаются имена одного или нескольких файлов, разделенные между собой пробелами, а в качестве параметра directory задается имя уже существующей в файловой системе директории, создает связи к каждому из файлов, перечисленных в параметре source, в директории directory с именами, совпадающими с именами перечисленных файлов. Команда ln без опций служит для создания жестких связей (hard link), а команда ln с опцией –s – для создания мягких (soft link) или символических (symbolic) связей. Примечание: во всех существующих версиях LINUX (несмотря на стандарт POSIX) запрещено создание жестких связей к директориям. Операционная система Linux запрещает также, по непонятным причинам, создание жестких связей к специальным файлам устройств.

Для создания жестких связей применяются команда операционной системы ln без опций и системный вызов link().

Надо отметить, что системный вызов link() является одним из немногих системных вызовов, совершающих операции над файлами, которые не требуют предварительного открытия файла, поскольку он подразумевает выполнение единичного действия только над содержимым индексного узла, выделенного связываемому файлу.

Системный вызов link() Прототип системного вызова #include <unistd.h> int link(char *pathname, char *linkpathname); Описание системного вызова Системный вызов link служит для создания жесткой связи к файлу с именем, на которое указывает параметр pathname. Указатель на имя создаваемой связи задается параметром linkpathname (полное или относительное имя связи). Во всех существующих реализациях операционной системы LINUX запрещено создавать жесткие связи к директориям. В операционной системе Linux (по непонятной причине) дополнительно запрещено создавать жесткие связи к специальным файлам устройств. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Второй способ создания связи получил название способа создания мягкой (soft) или символической (symbolic) связи (link). В то время как жесткая связь файлов является аналогом использования прямых ссылок (указателей) в современных языках программирования, символическая связь, до некоторой степени, напоминает косвенные ссылки (указатель на указатель). При создании мягкой связи с именем symlink из некоторой директории к файлу, заданному полным или относительным именем linkpath, в этой директории действительно создается новый файл типа "связь" с именем symlink со своими собственными индексным узлом и логическими блоками. При тщательном рассмотрении можно обнаружить, что все его содержимое составляет только символьная запись имени linkpath. Операция открытия файла типа "связь" устроена таким образом, что в действительности открывается не сам этот файл, а тот файл, чье имя содержится в нем (при необходимости рекурсивно!). Поэтому операции над файлами, требующие предварительного открытия файла (как, впрочем, и большинство команд операционной системы, совершающих действия над файлами, где операция открытия файла присутствует, но скрыта от пользователя), в реальности будут совершаться не над файлом типа "связь", а над тем файлом, имя которого содержится в нем (или над тем файлом, который, в конце концов, откроется при рекурсивных ссылках). Отсюда, в частности, следует, что попытки прочитать реальное содержимое файлов типа "связь" с помощью системного вызова read() обречены на неудачу. Как видно, создание мягкой связи, с точки зрения изменения логической структуры файловой системы, эквивалентно опосредованному проведению именованного ребра к уже существующему узлу через файл типа "связь" и неименованное ребро.

Создание символической связи не приводит к проблеме, связанной с удалением файлов. Если файл, на который ссылается мягкая связь, удаляется с физического носителя, то попытка открытия файла мягкой связи (а, следовательно, и удаленного файла) приведет к ошибке "Файла с таким именем не существует", которая может быть аккуратно обработана приложением. Таким образом, удаление связанного объекта, как упоминалось ранее, лишь отчасти и не фатально нарушит целостность файловой системы.

Неаккуратное применение символических связей пользователями операционной системы может привести к превращению логической структуры файловой системы из ациклического графа в циклический граф. Это, конечно, нежелательно, но не носит столь разрушительного характера, как циклы, которые могли бы быть созданы жесткой связью, если бы не был введен запрет на организацию жестких связей к директориям. Поскольку мягкие связи принципиально отличается от жестких связей и связей, возникающих между директорией и файлом при его создании, мягкая связь легко может быть идентифицирована операционной системой или программой пользователя. Для предотвращения зацикливания программ, выполняющих операции над файлами, обычно ограничивается глубина рекурсии по прохождению мягких связей. Превышение этой глубины приводит к возникновению ошибки "Слишком много мягких связей ", которая может быть легко обработана приложением. Поэтому ограничения на тип файлов, к которым может вести мягкая связь, в операционной системе LINUX не вводятся.

Для создания мягких связей применяются уже знакомая нам команда операционной системы ln с опцией -s и системный вызов symlink(). Надо отметить, что системный вызов symlink() также не требует предварительного открытия связываемого файла, поскольку он вообще не рассматривает его содержимое.

Системный вызов symlink() Прототип системного вызова #include <unistd.h>int symlink(char *pathname, char *linkpathname); Описание системного вызова Системный вызов symlink служит для создания символической (мягкой) связи к файлу с именем, на которое указывает параметр pathname. Указатель на имя создаваемой связи задается параметром linkpathname (полное или относительное имя связи). Никакой проверки реального существования файла с именем pathname системный вызов не производит. Возвращаемое значение Системный вызов возвращает значение 0 при нормальном завершении и значение -1 при возникновении ошибки.

Операция удаления связей и файлов. Системный вызов unlink(). При рассмотрении операции связывания файлов мы уже почти полностью рассмотрели, как производится операция удаления жестких связей и файлов. При удалении мягкой связи, т.е. фактически файла типа "связь", все происходит, как и для обычных файлов. Единственным изменением, с точки зрения логической структуры файловой системы, является то, что при действительном удалении узла, соответствующего файлу типа "связь", вместе с ним удаляется и выходящее из него неименованное ребро.

Дополнительно необходимо отметить, что условием реального удаления регулярного файла с диска является не только равенство 0 значения его счетчика жестких связей, но и отсутствие процессов, которые держат этот файл открытым. Если такие процессы есть, то удаление регулярного файла будет выполнено при его полном закрытии последним использующим файл процессом.

Для осуществления операции удаления жестких связей и/или файлов можно задействовать уже известную вам команду операционной системы rm или системный вызов unlink().

Заметим, что системный вызов unlink() также не требует предварительного открытия удаляемого файла, поскольку после его удаления совершать над ним операции бессмысленно.