APUE-文件和目錄（四）文件系統

一個命令 mkfs

講文件系統前先介紹一個用於建立文件系統的命令：
mkfs

mkfs [options] [-t type fs-options] device [size]

描述
mkfs用來在設備上建立一個Linux文件系統，這個設備一般狀況下是一個硬盤分區。上面的device參數要麼是設備名（例如：/dev/hda1,/dev/sdb2）,或者爲包含文件系統的一個普通文件。size參數爲此文件系統使用的block的數量。

返回值0表明成功，1表明失敗。

選項（參數）

• -t --type type
  指定將要建立的文件系統的類型。默認爲ext2。
• fs-options
  用來傳遞給文件系統生成器的特定選項。下面的選項被大多數文件系統生成器所支持。

-V，--verbose

產生詳細輸出，包括被執行的全部的文件系統的特定命令的輸出。屢次（大於一次）指定這個選項會抑制任意文件系統的特定命令的執行。這隻在測試的狀況下才會用到。
-V, --version

顯示版本信息後退出。（選項-V只有在它是惟一參數的狀況下才會顯示版本信息，不然按照--verbose來工做。）

-h,--help
顯示幫助信息

APUE中的文件系統

APUE中講的是以Berkeley快速文件系統爲基礎的Unix文件系統。

咱們能夠把一個磁盤分爲一個或多個分區。每一個分區均可以包含一個文件系統，參照圖4.13。

硬鏈接

問題：爲何刪除一個目錄項的函數被稱之爲unlink而不叫作delete。

i節點是固定長度的記錄項，它包含有關文件的大部分信息。圖4-14中的兩個目錄項指向同一個i節點。每一個i 節點都有一個連接計數，其值是指向該i節點的目錄項數。只有當連接計數減小至0時，纔可刪除該文件（也就是能夠釋放該文件佔用的數據塊）。這就是爲何刪除一個目錄項被稱做unlink的緣由。在stat結構中，連接計數包含在st_nlink成員中，其基本系統數據類型是nlink_t。這種類型稱爲硬鏈接。

軟連接（符號連接）

符號連接文件的實際內容包含了該符號連接所指向的文件的名字。看下面的例子：

lrwxrwxrwx 1 root 7 Sep 25 07:14 lib -> usr/lib

目錄項中的文件名是3個字符的字符串lib，而在該文件中包含了7個字節的數據usr/lib。該i節點的文件類型是S_IFLINK,因而系統知道這是一個符號連接。

文件信息

i節點包含了文件有關的全部信息：文件類型、文件訪問權限、文件長度和指向文件數據庫的指針等。stat結構中的大多數信息都取自i節點。只有兩項重要數據存放在目錄項中：文件名和i節點編號。i節點標號的數據類型爲ino_t。

ln命令和mv命令

ln命令用戶建立連接（硬鏈接和軟鏈接），由於目錄項中的i節點編號指向同一文件系統中的相應i節點，一個目錄項不能指向另外一個文件系統的i節點。所以ln命令（構造一個指向一個現有文件的新目錄項）不能跨文件系統。

在不跨文件系統爲一個文件重命名時，該文件的實際內容並未移動，只須要構造一個指向現有i節點的新目錄項，並刪除老的目錄項。連接計數不會變。這是mv(1)命令的一般操做方式。

目錄文件的連接計數

假設咱們建立了一個新目錄

$mkdir testdir

圖4-15顯示結果。該圖顯示的顯示了.和..目錄項。圖中顯示了兩個i節點：

• 編號爲2549的i節點，其字段類型表示這是一個目錄，連接計數爲2。任何一個頁目錄（不包含任何目錄的目錄）的連接計數老是2，它來自命名該目錄的目錄項以及在該目錄中的.項。
• 編號爲1267的i節點,其字段類型表示它是一個目錄，連接計數大於等於3。由於至少有三個目錄項指向它，一個是命名它的目錄項（圖中沒有顯示），第二個是在該目錄中的.項，第三個是在子目錄testdir中的..項。
  注意： 在父目錄中的每個子目錄都使該父目錄的連接計數增長1。

函數link、linkat、unlink、unlinkat和remove

建立一個文件連接

任何一個文件能夠有多個目錄項指向其i節點。建立一個指向現有文件的連接的方法是使用link函數或者linkat函數。

#include <unistd.h>
int link(const char*existingpath,const char *newpath);
int linkat(int efd,const char*existingpath,int fd,const char*newpath,int flag);
成功返回0；出錯返回-1

這兩個函數建立一個新目錄項newpath，它引用現有文件existingpath。若是newpath已經存在，則返回出錯。只建立newpath中的最後一個份量，路徑中的其餘部分應該已經存在。

• 大多數文件系統不支持跨越文件系統的連接。
• 大多數文件系統不支持建立指向一個目錄的硬連接，由於這樣作可能在文件系統中造成循環。

刪除一個文件連接

爲了刪除一個現有的目錄項，能夠調用unlink函數。

#include <unistd.h>
int unlink(const char*pathname);
int unlinkat(int fd,const char*pathname,int flag);
成功返回0，出錯返回-1

什麼狀況下才會刪除一個文件的內容

• 使用unlink函數會將pathname所引用文件的連接計數減1。若是對該文件還有其餘連接，則仍可經過其餘文件訪問該文件的數據。若是出錯，則不對該文件作任何更改。
• 使用unlink函數解除一個文件的連接，必須對包含該目錄項的目錄具備寫和執行權限，此外，若是對該目錄設置了粘着位，還須要具有下面三個條件之一：
  1. 擁有該文件；
  2. 擁有該目錄；
  3. 具備超級用戶權限。
• 檢查連接計數以前，內核會檢查打開該文件的進程個數，若是進程數爲0纔會去檢查連接計數，若是計數也是0，那麼就會刪除該文件的內容。