Типы файлов

Файл - это одномерный массив байтов, имеющий как минимум одну жесткую связь (имя файла). Файлы могут содержать информацию в двоичном или в текстовом (ASCII) виде.

Файлы содержат данные, сценарии оболочки или программы. Кроме того, некоторые файлы представляют такие абстрактные объекты, как сокеты, каналы и драйверы устройств.

В обычных файлах ядро не различает границы записей, поэтому для обозначения границ в программах могут использоваться любые маркеры.

В журнализированных файловых системах (JFS и JFS2) файлы представляются с помощью дисковых индексных узлов (i-узлов). В i-узле хранится информация о файле (принадлежность, режимы доступа, время доступа, адреса данных и время изменения).

Журнализированная файловая система поддерживает следующие типы файлов:

Типы файлов, поддерживаемые журнализированной файловой системой

Тип файла	Имя макрокоманды, используемое в mode.h	Описание
Обычный	S_ISREG	Последовательность байтов с одним или несколькими именами. Обычные файлы могут содержать текстовые или двоичные данные. Это файлы прямого доступа; операция чтения или записи может выполняться для любого байта в файле.
Каталог	S_ISDIR	Содержит записи каталога (пары "имя файла - i-номер"). Форматы каталогов определяются файловой системой. Процессы могут выполнять чтение каталогов аналогично чтению обычных файлов, однако право записи в каталоги зарезервировано за ядром. Для работы с записями каталогов предназначены специальные функции.
Специальный блоковый файл	S_ISBLK	Связывает структурированный драйвер устройства с именем файла.
Специальный символьный файл	S_ISCHR	Связывает неструктурированный драйвер устройства с именем файла.
Конвейеры	S_ISFIFO	Обозначает канал для связи между процессами (IPC). Именованные каналы создаются функцией mkfifo. Функция pipe создает каналы без имени.
Символьные связи	S_ISLNK	Файл, содержащий абсолютный или относительный путь к другому файлу.
Сокеты	S_ISSOCK	Механизм IPC для обмена данными между процессами. Для создания сокетов предназначена функция socket, а для задания их имен - функция bind.

Максимальный размер обычного файла в файловой системе JFS с поддержкой больших файлов составляет около 64 Гб (68 589 453 312). В файловых системах с поддержкой больших файлов и файловых системах JFS других типов максимальный размер файлов, не относящихся в предыдущей таблице к обычным файлам, составляет 2 Гб -1 (2147483647). Максимальный размер файла в JFS2 ограничен размером файловой системы.

Ограничение на размер файловой системы JFS2, установленное в архитектуре, составляет 2⁵² байт (4 петабайта). Максимальный размер файловой системы, поддерживаемый 64-разрядным ядром - 2⁴⁴ - 4096 байт, то есть немного меньше 16 терабайт.

Максимальная длина имени файла - 255 символов, максимальная длина полного имени - 1023 байта.

Работа с файлами

В операционной системе предусмотрено множество функций для работы с файлами. Ниже приведено краткое описание наиболее часто используемых функций:

Функции для создания файлов

Для создания файлов применяются следующие функции:

creat: Создает новый пустой обычный файл
связь: Создает дополнительное имя (запись каталога) для существующего файла
mkdir: Создает каталог
mkfifo: Создает именованный канал
mknod: Создает файл устройства
open: Создает новый пустой файл, если установлен флаг O_CREAT
pipe: Создает IPC
socket: Создает сокет

Функции для управления файлами (программирования)

Для управления файлами предусмотрены следующие функции:

access: Определяет, доступен ли файл.
chmod: Изменяет режим доступа к файлу.
chown: Изменяет принадлежность файла.
close: Закрывает дескрипторы открытых файлов (включая сокеты).
fclear: Освобождает место в файле.
fcntl, dup или dup2: Управляют дескрипторами открытых файлов.
fsync: Записывает внесенные в файл изменения на диск.
ioctl: Управляет функциями, связанными с дескрипторами открытых файлов, включая специальные файлы, сокеты и средства поддержки устройств, такие как общий интерфейс терминала termio.
lockf или flock: Управляют дескрипторами открытых файлов.
lseek и llseek: Перемещает указатель ввода/вывода в открытом файле.
open: Возвращает дескриптор файла, который используется другими функциями для ссылки на открытый файл. Операция open позволяет получить имя файла и значение режима доступа, которое указывает, в каком режиме открывается файл: для чтения, записи или для чтения/записи.
read: Считывает данные из открытого файла, если функцией open был установлен соответствующий режим доступа (O_RDONLY или O_RDWR).
rename: Изменяет имя файла.
rmdir: Удаляет каталоги из файловой системы.
stat: Возвращает информацию о состоянии файла (в том числе имя владельца и режимы доступа).
truncate: Изменяет длину файла.
write: Записывает данные в открытый файл, если функцией open был установлен соответствующий режим доступа (O_WRONLY или O_RDWR).

Дополнительная информация о типах и характеристиках файловых систем приведена в главе Файловые системы в книге Управление операционной системой и устройствами.