4.14-4.16 file system, unlink, link, 符号连接， 硬连接

4.14 file systems

Directory entry, i-node, data-blocks

一个inode会指向所有该文件对应的data-blocks，一个directory会包含一个inode number和一个文件名。而且可以有多个directory entry它们的inode number一样，既它们都是针对这个inode的硬连接。当我们删除一个directory entry时，会称作unlink而不是remove，因为只有当该inode对应的link的数目为0时，才会将该inode与对应的data block释放。所以unlink不一定会触发删除操作。这种硬连接是在file system底层的连接。

由于directory entry里包含的是inode number，而一个文件系统将所有的inode统一编号，所以，directory entry里的inode编号在一个file system里是有意义的。所以硬连接不能跨越file system的边界。因为Inode的含义会变化。

我们使用mv命令的时候，在一个文件系统内，由于inode的数据块可以不移动，而仅仅新建一个directory entry，在新的directory entry里填好inode number和文件名，然后将老的directory entry删除就可以了。效率很高。可是，同样，跨越了file system就不行了。在windows下，由于类似inode的结构在各个分区是独立编排的，因此在分区间剪切文件时，会真正的进行数据block的复制和删除。Linux呢？ 分区之间inode的编号是统一编排还是各个分区独立编排呢？

Symbol link本身与硬连接不一样，硬连接是文件系统底层的的确确的连接，而symbol link压根就是一个文件，它有自己的普通的direcory entry, 指向自己对应的inode, 而这个inode的数据块里保存了真正所指向的文件的路径。只不过在inode里有个标记，表明这个文件是个symbol link文件，那么怎么去处理它，就是文件系统上层的工作了。所以symbol link文件可以看成具有特殊语义的普通文件。

 

关于目录的连接数，我们知道一个目录也会对应一个inode，那么该目录的inode对应的数据块里放的都是directory entry了，那么就是这个目录里包含的字文件和目录信息，其中有个directory entry就是dot, 即’.’，就是代表了这个目录他自己，这个directory entry里会保存这个directory自己的inode编号，看着就一个一个连接。同样这个目录如果有父目录，那么父目录的directory entry里会有一个指向这个目录又是一个连接，如果该目录还有子目录，那么子目录里包含的dotdot即’..’又是一个指向该目录的directory entry。可见一个目录可以有三个连接。当然还可以更多。

 

4.15 link, unlink, remove, rename

#include

 

int link(const char *existingpath, const char

 *newpath);

 

Returns: 0 if OK, 1 on error

Link一般来说是建立硬连接，他会在一个目录下建立directory entry来指向被连接的inode.

如果是要建立指向目录的硬连接，那么一般来说都应该是具有superuser权限，因为容易造成loop。由系统甚至不允许建立目录的硬连接。

 

#include

 

int unlink(const char *pathname);

 

Returns: 0 if OK, 1 on error

Unlink会删除一个老的directory entry，如果被该directory entry指向的inode的连接数变成了0，并且该文件并没有被打开，那么就删除该inode及其数据。如果正在被打开，那么等打开该文件的process关闭打开的文件的时候（如果process自己不关闭，在process退出的时候会自动关闭所有未关闭的文件）会检查是否有文件的连接数达到了0，如果是，就会删除该文件。因此，这种技术常用来确保我们生成的临时文件在程序退出的时候被删除。如下所示：创建一个临时文件后，立马unlink它。

Figure 4.16. Open a file and then unlink it

#include "apue.h"

#include 

int

main(void)

{

    if (open("tempfile", O_RDWR) < 0)

        err_sys("open error");

    if (unlink("tempfile") < 0) //该临时文件的inode的连接数变成了0

        err_sys("unlink error");

    printf("file unlinked\n");

    sleep(15);

    printf("done\n");

    exit(0);

}

If pathname is a symbolic link, unlink removes the symbolic link, not the file referenced by the link. There is no function to remove the file referenced by a symbolic link given the name of the link. 对符号连接的unlink不会删除该符号连接所指向的文件，而仅仅是删除该符号连接文件。

对于file来说，remove和unlink是一样的操作，对于目录来说 remove和rmdir是一样的操作。有些实现不支持unlink这种操作。

4.16 symbol link

到目录的硬连接只有superuser才可以建立，并且硬连接不能跨越file system的边界。

Symbol link没有这种限制，因为他足够上层。

不同的命令，不同的函数对符号连接的处理不同，有的会follow，有的不会follow，所谓follow是指对符号连接文件的操作其实是对所指向文件的操作。

由于符号连接文件是一个真正的文件，所以他会占有自己的inode。 而硬连接只是增加了一个directory entry，不会占用inode。但是其实硬连接已经过时，基本上可以用符号连接取代了。符号连接也可以产生loop:

如：

$ mkdir foo                   make a new directory

   $ touch foo/a                 create a 0-length file

   $ ln -s ../foo foo/testdir    create a symbolic link

   $ ls -l foo

   total 0

   -rw-r----- 1 sar            0 Jan 22 00:16 a

lrwxrwxrwx 1 sar            6 Jan 22 00:16 testdir -> ../foo

的结果： （都是有效的文件）

foo

    foo/a

    foo/testdir

    foo/testdir/a

    foo/testdir/testdir

    foo/testdir/testdir/a

    foo/testdir/testdir/testdir

foo/testdir/testdir/testdir/a

 

建立符号连的和读取符号连接的文件：

#include

 

int symlink(const char *actualpath, const char

 *sympath);

 

Returns: 0 if OK, 1 on error

#include

 

ssize_t readlink(const char* restrict pathname,

 char *restrict buf,

                 size_t bufsize);

 

Returns: number of bytes read if OK, 1 on error

Readlink读取的是符号连接文件本身。