Файлы и их имена

Знакомство с файловой системой Linux

Файловая система — это структура, с помощью которой ядро операционной системы предоставляет пользователям (и процессам) ресурсы долговременной памяти системы, т. е. памяти на различного вида долговременных носителях информации: жестких дисках, магнитных лентах, CD-ROM и т.п.

С точки зрения пользователя, файловая система выглядит как логическая древовидная структура каталогов и файлов. Но у нее есть и другая сторона, обращенная к носителям, образующая внутреннее устройство файловой системы. Эта невидимая сторона файловой системы устроена далеко не просто. Дело в том, что она реализует механизмы записи файлов на различные носители, алгоритмы доступа (выборки нужной информации) и многое другое.

Рассмотрим файловую систему с той стороны, которая обращена к пользователям. Речь пойдет конкретно о файловой системе типа ext3fs, основном на данный момент типе файловых систем для Linux (существуют и другие типы файловых систем).

Файлы и их имена

Компьютер есть не что иное, как инструмент для обработки информации. А информация в любой ОС хранится на носителях в виде файлов. С точки зрения ОС файл представляет собой непрерывный поток (или последовательность) байтов определенной длины. Внутренний формат файла операционную систему не интересует. Но ОС должна дать файлу какое-то имя, с помощью которого пользователь, а точнее, программы-приложения, будут обращаться к файлу. Как организовать это обращение — дело файловой системы, пользователя это чаще всего не интересует. Поэтому с точки зрения пользователя файловая система выглядит как логическая структура каталогов и файлов.

Имена файлов в Linux могут иметь длину до 255 символов и состоять из любых символов, кроме символа с кодом 0 и символа / (слэш). Однако имеется еще ряд символов, которые не рекомендуется включать в имена. Это следующие символы:

! @ # $ & ~ % * () [ ] { } ' " \:; > < ` пробел.

Если имя файла содержит один из этих символов (это не рекомендуется, но возможно), то вы должны перед этим символом поставить символ \ (обратный слэш).

Но к точке сказанное не относится, и в Linux часто ставят более одной точки в именах файлов, например, filename.tar.gz. При этом теряет смысл такое понятие (принятое в DOS, Windows), как расширение имени файла, хотя все же часто последние части имени, отделенные точками, используют для обозначения файлов каких-то особых типов (например,.tar.gz используется для обозначения сжатых архивов). Но исполняемые и не исполняемые файлы в Linux распознаются не по расширениям имен файлов. Для этого существуют другие признаки, о которых мы скажем чуть позже. Точка имеет особое значение в именах файлов. Если она является первым символом имени, то данный файл считается скрытым для некоторых команд и не отображается в окне файлового менеджера.

В Linux различаются символы верхнего и нижнего регистра в именах файлов. Поэтому FILENAME.tar.gz и filename.tar.gz вполне могут существовать одновременно и являться именами разных файлов.

Каждому файлу в Linux соответствует так называемый " индексный дескриптор" файла, или " inode", (однозначного перевода этого термина на русский язык не существует, в разных книгах эту структуру называют по-разному). Именно индексный дескриптор содержит всю необходимую файловой системе информацию о файле, включая информацию о расположении частей файла на носителе, типе файла и многое другое. Индексные дескрипторы файлов содержатся в специальной таблице (inode table), которая создается при создании файловой системы на носителе. Каждый логический и физический диск имеет собственную таблицу индексных дескрипторов. Дескрипторы в этой таблицы пронумерованы последовательно, и именно номер дескриптора файла является его истинным именем в системе (этот номер мы будем называть индексом файла). Однако для человека такая система имен неудобна. Сможете ли вы вспомнить, что сохранили в файле с номером 56734? Поэтому файлам даются еще символические имена, и помимо этого файлы группируются в каталоги.

Таким образом, имя любого файла в Linux является ни чем иным, как ссылкой на индексный дескриптор файла. Поэтому каждый файл может иметь сколько угодно разных имен. Эти имена называют еще " жесткими" ссылками. Когда вы удаляете файл, имеющий несколько разных имен — жестких ссылок, то фактически удаляется только одна ссылка — та, которую вы указали в команде удаления файла. Даже когда вы удаляете последнюю ссылку, это еще может не означать удаления содержимого файла — если файл еще используется системой или каким-то приложением, то он сохраняется до тех пор, пока он не " освободится".