27 марта, 2008

Особенности файловой системы UNIX (BSD, Linux, Solaris, Mach, Hurd, Plan9)

Все, что ни есть в системе UNIX, - это файл. Файл - это последовательность байтов (1 байт = 8 бит = 1 символ). Магнитные ленты, почтовые сообщения, символы, вводимые с клавиатуры, вывод принтера, поток данных в программном канале - каждый из этих файлов представляет собой последовательность байтов по отношению к системе и ее программам.

  • Что в файле?
  • Каталоги и имена файлов
  • Права доступа
  • Команды
  • Иерархия файловой системы


Что в файле?
Расширение имени файлов не имеет значения для типа файла.
Команда file делает предположение о типе файла.
~$ file /bin /bin/ed /usr/src/cmd/ed.c
/bin: directory
/bin/ed pure executable
/usr/src/cmd/ed.c c program text

file читает несколько сотен байт и ищет в них ключевые последовательности символов
например исполняемая программа начинается с "магического числа" в двоичном представлении. Команда od без параметров выводит дамп файла 16-битными порциями, позволяя увидеть это "магическое число"
~$ od /bin/ed
000000 000410 025000 000462 011444 000000 000000 000000 000001
000020 170011 016600 000002 005060 017776 010600 162706 000004
..

Восьмиричное значение 410 означает обычную исполняемыю программу. Заметим, что 410 не соответствует никакой ASCII-символ.

Каталоги и имена файлов
Все принадлежащие пользователю файлы имеют имена, начинающиеся с /usr/login, где login - имя вашей учетной записи, регистрационный каталог, чтобы просмотреть находящиеся здесь файлы введите cd(перенесет Вас в домашнюю директорию, если Вы еще не там); ls(1)
~$ сd; ls

команда pwd выведет имя текущего каталога
~$ pwd
/usr/login

В именнах файлов важен регистр букв, File и file - разные файлы

Права доступа
Команда ls запущенная с параметром -l, выводит, кроме основного содержания каталога, информацию о правах доступа.
~$ ls -l /etc/passwd
-rw-r--r-- 1 root 5115 Aug 30 10:40 /etc/passwd
~$ ls -lg /etc/passwd
-rw-r--r-- 1 adm 5115 Aug 30 10:40 /etc/passwd

В строке -rw-r--r-- представлены сведения о правах доступа к файлу, если бы это был каталог, то в первой позиции бы находился символ d.
~$ ls -l /
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2008-03-25 11:42 bin

Следующие три символа показывают права владельца на чтение, запись и выполнение. rw-r--r-- означает, что пользователь root(владелец файла) из группы adm может читать и писать, но не может выполнять этот файл. У исполняемого файла должен стоять символ x вместо прочерка -. Следующие три симола rw-r--r-- показывают разрешения для группы adm, можно читать файл, но не более того. Последняя группа символов, также rw-r--r-- определяет права доступа для остальных - прочих пользователей системы. Таким образом только root может изменять регистрационную информацию, а всем остальным она доступна только для чтения.
Команда chmod изменяет права доступа к файлу
Восьмиричные значения образуются путем складывания 4 для чтения, 2 для записи, 1 для исполнения.
~$ chmod 666 file
дает право на чтение и запись файла file всем
~$ chmod 700 command
позволит читать, изменять, выполнять command только его владельцу

Отметим, что знак + (плюс) включает право доступа, а знак - (минус) - выключает.
~$ chmod +x command
позволит всем выполнять command
~$ chmod -w file
отменяет право на запись в файл file всех, включая владельца
~$ chmod -w .
запрещает право на запись в каталог, в котором мы находимся


Команды - это программы, которые вызывает пользователь. Основные команды расположены в директории /bin, но также могут быть расположены в
/usr/bin, чтобы не собирать мусор в /bin. Эти директории автоматически просматриваются командным интерпретатором (shell). UNIX имеет файловую систему компонованную в виде иерархии директорий.
При входе в систему вы попадаете в домашнюю директорию. Для того, чтобы обратиться к файлу в другой директорий, например /usr/share/bin/filex, указываем полный путь (начинается с '/', корневая директория всей файловой системы) с поддиректориями (usr, share, bin), то есть посылаем команду /usr/share/bin/filex
Важные команды, которые могут "играть" с файлами: cp(1), mv(1), rm(1), которые копируют, перемещают и удаляют файлы соответственно. Чтобы просмотреть содержание директорий используйте ls(1), создание директории - mkdir(1),
удаление директории - rmdir(1) или rm(1).

hier(7) - иерархия файловой системы

/     корневая директория
/dev/     devices(4)
     console     главная консоль, tty(4)
     tty*     терминалы, tty(4)
     cat     "наборщик снимков" cat(4)
     rp*     диски, rp, hp(4)
     rrp*     "сырые" диски, rp, hp(4)

/bin/     служебные программы, cf /usr/bin (1)
     as     ассемблер, cf /usr/lib/as2
     cc     исполнительный компилятор C, cf /usr/lib/c[012]

/lib/     объектные библиотеки и подобные вещи, cf /usr/lib/
     libc.a     системные вызовы, стандартные ввод/вывод I/O, и т.п.
     libm.a     математические программы
     libplot.a     программы рисования, plot(3)
     libF77.a     поддержка среды исполнения Фортрана
     libI77.a     ввод/вывод Фортрана
     as2     второй "проход" ассемблера as(1)
     c[012]     проходы cc(1)

/etc/     важные данные и полезные средства сопровождения
     passwd     файл с паролями пользователей, passwd(5)
     group     файл с группами пользователей, group(5)
     motd     сообщение дня, login(1)
     mtab     таблица монтируемых устройств, mtab(5)
     ddate     сброс истории, dump(1)
     ttys     параметры терминала, ttys(5)
     getty     часть login, getty(8)
     init     отец всех процессов, init(8)
     rc     shell-программа для загрузки системы
     cron     часовой демон, cron(8)
     mount     mount(1)
     wall     wall(1)

/tmp/     временные файлы, обычно находятся на быстром устройстве, cf /usr/tmp/
     e*     испольуемые ed(1)
     ctm*     .. cc(1)

/usr/     универсальная директория, обычно монтируемая ФС
     adm/     информация администратора
          wtmp     история входов в систему, utmp(5)
          messages     сообщения об ошибках устройств
          tracct     "наборщик снимков" счет , troff(1)
          vpacct     подсчет строк, lpr(1)
     bin/     служебные программы, чтобы не засорять /bin/
     tmp/     временные, чтобы не засорять /tmp/
          stm*     используется для sort(1)
          raster     .. plot(1)
     dict/     список слов, словообразований и т.п.
          words набор основных слов, используются look(1)
          spellhist     история для spell(1)

     games/     игры
          bj     блэкджек
          hangman     виселица
          quiz.k     что знает quiz(6)
               index     оглавление категории
               africa     страны и столицы
               ..
          ..
     include/стандартые #include файлы
          a.out.h     макет объектного файла, a.out(5)
          stdio.h     стандартные ввод/вывод, stdio(3)
          math.h
          ..
          sys/     системные макеты, cf /usr/sys/h
               acct.h     счет процессов, acct(5)
               buf.h     буфферы внутренней системы
               ..
     lib/     объектные библиотеки и т.п., чтобы не засорять /lib/
          lint[12]     подпроцессы lint(1)
          llib-lc          холостое объявление для /lib/libc.a, используемое lint(1)
          llib-lm          .. /lib/libc.m
          atrun     планировщик at(1)
          struct/     пути sruct(1)
          ..
          tmac/     макросы для troff(1)
               tmac.an      макрос для man(7)
               tmac.s          .. ms(7)
               ..
          font/     шрифты для troff(1)
               R     Times Roman
               B     Times Bold
               ..
          uucp/     программы и данные uucp(1)
               L.sys     имена и числа, поступающие удаленно
               uucico     реальная копия программы
               ..
          suftab     таблица суффиксов для автоматического переноса слов, используемый troff(1)
          units      таблицы обмена для units(1)
          eign     лист английских слов, игнорируемых ptx(1)

     man/     первый том руководства, man(1)
          man0/     основное
               intro     вступление к тому1, ms(7) форматирование
               xx     шаблон для страниц руководства(manual pages)
          man1/     раздел 1
               as.1
               mount,1m
               ..
          cat1/     предварительные страницы man1/
               as.1
               mount.1m
          ..
     spool/     замедленно исполняемые файлы
          at/     at(1)
          lpd/     lpr(1)
               lock     присутствует когда построчно-печатающее устройство активно
               cf*     копия распечатываемого файла, если нужно
               df*     файл управления демонами, lpd(8)
               tf*     файл контроля резидетной памяти, пока lpr работает
          uucp/     рабочие фалйы и область обработки для uucp(1)
               LOGFILE     суммарный журнал
               LOG.*     журнал одной транзакции
          mail/     почтовые ящики mail(1)
               $uid     почта пользователя $uid
               $uid.lock     блокировочный файл, пока $uid принимает почту
          $wd     рабочая директория пользователя, обычно по имени логина $wd
               .profile     окружение для sh(1), environ(5)
               calendar     календарь пользователя, calendar(1)
          doc/     статьи, обычно второй раздел руководства, в формате ms(7)
               as/     руководство ассемблера
               c     руководство C
               ..
          sys/     системный код
               dev/     драйверы устройств
                    bio.c      общий код
                    cat.c     cat(4)
               dh.c     DH11, tty(4)
               tty     tty(4)
               ..
          conf/     железо-зависимый код
               mch.s     часть ассемблерного кода
               conf     генератор конфигураций
               ..
          h/     заголовочные(include) файлы
               acct.h     acct(5)
               stat.h     stat(2)
               ..
          sys/
               main.c
               pipe.c
               sysent.c     точки входа системы
               ..

/usr/     src/     исходные коды утилит и прочего
          cmd/     коды команд
          as/     ассемблер
               makefile     способ сборки ассемблера
               as1?.s          код pass1
          ar.c     код ar(1)
          ..
          troff/     код nroff и troff(1)
               nmake     makefile для nroff
               tmake     makefile для troff
               font/     код таблиц шрифтов, /usr/lib/font/
                    ftR.c     Roman
                    ..
               term/     таблицы характеристик терминала, /usr/lib/term/
                    tab300.c     DASI 300
                    ..
               ..
          libc/     код функций в /lib/libc.a
               crt/     C runtime support
                    ldiv.s     division into a long
                    lmul.s     multiplication to produce long
                    ..
               csu/     запуск и "покрытие" программ нужных в каждой С программе
                    crt0.s     обычный запуск
                    mcrt0.s     модифицированный запуск для cc -p
               sys/     системные вызовы
                    access.s
                    alarm.s
                    ..
               stdio/     функции стандартного ввода/вывода I/O
                    fgets.c
                    fopen.c
                    ..
               gen/
                    abs.c
                    atof.c
                    ..
               compall     shell процедура для компиляции libc
               mklib     shell процедура для сборки /lib/libc.a
          libI77/     коды /lib/libI77
          libF77/
          ..
          games/     исходные коды /usr/games/

Также смотрите
ls(1), ncheck(1), find(1), grep(1)


В Linux также можно изучить иерархию каталогов в руководстве hier
~$ man hier


Если Вы начинаете осваивать сисему UNIX возможно Вам понадобится руководство intro(2)
~$ man 2 intro


Литература:
1. UNIX TIME-SHARING SYSTEM, UNIX Programmer's Manual, V7Vol1, January, 1979, Bell Labs Inc., B.W. Kernigan, M.D.
McIlroy
2. UNIX Programming Environment, The First Edition, 1984, B.W. Kernigan

Также смотрите: Unix Toolbox (pdf буклет)

4 комментария:

Wolf комментирует...

"комманды" или команды вот в чем мой вопрос?

virens комментирует...

Замечательная статья! При случае обязательно поставлю на неё ссылку. Просто вспоминаю себя и свои первые вопросы: "ээ.. а куда программы-то деваются!?" :-)

���� комментирует...

Статья классная.

жид комментирует...

Wolf пишет...
"комманды" или команды вот в чем мой вопрос?

Конечно команды))