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6.1.5 Verzeichnisdateien

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6.1.5 Verzeichnisdateien. Anstelle eines zentralen Verzeichnisses: Menge von Verzeichnis dateien (directory files), die selbst in Verzeichnissen verzeichnet sind, alle ab einem Wurzelverzeichnis (root directory) direkt oder indirekt erreichbar.

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6 1 5 verzeichnisdateien
6.1.5 Verzeichnisdateien

Anstelle eines zentralen Verzeichnisses:

Menge von Verzeichnisdateien(directory files),

die selbst in Verzeichnissen verzeichnet sind,

alle ab einem Wurzelverzeichnis(root directory)

direkt oder indirekt erreichbar.

M.a.W.: Dateien bilden einen gerichteten Graphen,

meist zyklenfrei, häufig „Dateibaum“

slide2

Vorteile:

    • strukturierter statt flacher Namensraum,
    • mit effizienter Implementierung:
    • Dateien werden über Wegnamen im Graphen
    • (Pfadnamen, path names) identifiziert, d.h.
    • Folgen von verzeichneten Namen, z.B. /b/23/x
slide3

Vorteile:

    • strukturierter statt flacher Namensraum,
    • mit effizienter Implementierung:
    • Dateien werden über Wegnamen im Graphen
    • (Pfadnamen, path names) identifiziert, d.h.
    • Folgen von verzeichneten Namen, z.B. /b/23/x

b

aal

fritz

Wurzel:

x

x

b

y

23

bla

1

in Unix verboten (um Zyklen zu

vermeiden, die die Dateispeicher-

verwaltung erschweren)

slide4

 Verzeichnisdateien sind Dateien –

  • und haben daher die normalen Attribute von Dateien:
  •  differenzierter Zugriffsschutz
  • auf Teilbereiche des Namensraums
  •  Verwaltung von Zugriffszeiten
  • für Teilbereiche des Namensraums
slide5

Modell: Abbildung Zeichenkette  Dateiverweis (6.1.3 )

Operationen: Einträge einfügen, suchen, ändern, löschen

(6.1.1 )

und auflisten ( = interner Iterator),

aber ohne dass dabei Dateiverweise

in die Hände des Benutzerprogramms

geraten (6.1.1.1).

6 1 5 1 aktuelle verzeichnisse
6.1.5.1 Aktuelle Verzeichnisse
  •  (Unix:) Jedes Verzeichnis hat grundsätzlich
    • einen selbstbezüglichen Eintrag mit Namen"."
    • einen Eintrag für das Elternverzeichnis mit Namen".."
  •  (Unix:) Jeder Prozess hat Attribute
    • aktuelles Arbeitsverzeichnis(current working directory),
    • aktuelles Wurzelverzeichnis(current root directory),
slide7

absoluter Wegname: beginnt mit'/' und wird relativ zum

  • aktuellen Wurzelverzeichnis interpretiert
    • relativer Wegname: beginnt ohne'/' und wird relativ zum
  • aktuellen Verzeichnis interpretiert,

z.B. aktuelles Verzeichnis:

/usr/lohr

Wegnametmp/bla.txt

bedeutet /usr/lohr/tmp/bla.txt

slide8

chdir(path)

    • macht das Verzeichnispath
    • zum aktuellen Verzeichnis
  • chroot(path)
    • macht das Verzeichnispath
    • zum aktuellen Wurzelverzeichnis
    • (diese Systemfunktion ist dem
    • super-userrootvorbehalten)
6 1 5 2 erzeugen eines verzeichnisses
6.1.5.2 Erzeugen eines Verzeichnisses
  • mkdir(path,mode)
    • erzeugt ein Verzeichnispathmit Schutzstatusmode;
    • das Verzeichnis ist leer – bis auf Einträge für
    • "." und ".."
6 1 5 3 eintr ge einf gen l schen
6.1.5.3 Einträge einfügen/löschen
  • link (path,..)
  • creat(path,..)
  • mkdir(path,..)
  • ...
    • bewirken das Einfügen eines Eintrags(name,.)
    • in das Verzeichnisdir, wenn der angegebene
    • Wegnamepathso aussieht:"dir/name„
slide11

unlink("dir/name")

    • löscht den Eintrag (name,.) im Verzeichnisdir
    • sofernnamekein Verzeichnis ist
  • rmdir("dir/name")
    • löscht den Eintrag (name,.) im Verzeichnisdir
    • sofernnameein leeresVerzeichnis ist
    • (bis auf "." und ".." )
  • Zur Erinnerung: Ein Verzeichnis ist grundsätzlich nur über
  • einen Eintrag erreichbar.
6 1 5 4 eintr ge suchen auflisten
6.1.5.4 Einträge suchen/auflisten
  • file = lookup(path)
    • liefert Verweis auf die Datei path.
  • Achtung: diese Operation steht dem Benutzer nicht
    • zur Verfügung; sie wird nur innerhalb des
    • Betriebssystems benutzt,
    • insbesondere zum Auflösen von Wegnamen !
slide13

list(path)

    • zur Auflistung der Einträge müsste als interner Iterator
    • konzipiert werden – ist aber nicht vorgesehen.
  • Stattdessen:
    • Verzeichnisdatei wird wie sequentielle Datei geöffnet
    • und gelesen durch Dienstprogrammls;
    • lskennt die interne Repräsentation der Datei (!) und
    • weiß daher, wo die Namen zu finden sind;
    • ls –l erfragt die Attribute der Dateien
6 1 5 5 eintr ge ndern
6.1.5.5 Einträge ändern
  • Unix: Jeder externe Datenträger enthält ein eigenes
  • Dateisystem mit eigener, „lokaler“ Wurzel
  • mount(device, path, readonly)
    • ersetzt den durchpathidentifizierten Dateiverweis
    • durch einen Verweis auf das Wurzelverzeichnis
    • des Dateisystems auf dem Gerätdevice

(aktuelles

Arbeitsverzeichnis:)

x y z

*

slide15

6.1.5.5 Einträge ändern

  • Unix: Jeder externe Datenträger enthält ein eigenes
  • Dateisystem mit eigener, „lokaler“ Wurzel
  • mount(device, path, readonly)
    • ersetzt den durchpathidentifizierten Dateiverweis
    • durch einen Verweis auf das Wurzelverzeichnis
    • des Dateisystems auf dem Gerätdevice

(aktuelles

Arbeitsverzeichnis:)

x y z mount("/dev/fd0","z",0)

a b c

*

slide16

! Der alte Dateiverweis geht nicht verloren:

  • umount(device)
    • machtmount(device,...) wieder rückgängig
  • ! mount , umountstehen nur dem Super-User zur Verfügung !

In diesem Zusammenhang:

Beilink(path,alias)

müssen sich beide Argumente

auf das gleiche Dateisystem beziehen

6 1 6 indirekte dateien
6.1.6 Indirekte Dateien
  • Indirekte Datei(soft link, symbolic link)
    • enthält statt regulärer Daten einen Wegnamen.
    • Bezugnahme auf eine solche Datei wird als
    • Bezugnahme auf die durch den Wegnamen
    • benannte Datei interpretiert:

x

soft link

hard link

"x/a"

a

MyA

slide18

symlink(path,alias)

    • erzeugt eine indirekte Datei mit Namenalias
    • und Inhaltpath, z.B. symlink("x/a","MyA")
    • – auch wennpathbereits eine indirekte Datei ist!
  • link(path,alias)
    • mit indirekter Dateipath :
    • erzeugt eine indirekte Datei mit Namenalias
    • und Inhalt vonpath
  • Bemerkungen:
    •  Es gibt keine mehrfachen hard links auf soft links.
    •  Es kann Ketten von indirekten Dateien geben.
    •  Eine indirekte Datei kann auf eine nicht existierende
    • Datei verweisen!
slide19

Operationen auf einer indirekten Dateipathselbst:

unlink(path)

wieunlinkfür normale Dateien; damit wird die

indirekte Datei gelöscht – denn es gibt keine

mehrfachen hard links auf soft links

lstat(path,&buffer)

analog zu stat

readlink(path,&buffer,bufsize)

liefert den Wegnamen in der indirekten Datei

6 1 7 auflisten von verzeichnissen
6.1.7 Auflisten von Verzeichnissen
  • entweder mit Hilfe eines externen oder internen Iterators
  • oder durch ein Dienstprogramm (Unix:ls),
        •  das das Verzeichnis als sequentielle Datei liest,
        •  dessen interne Repräsentation kennt,
        •  somit die Namen der Einträge auflisten kann
        •  und mittelsstatauch die Attribute
        • der Dateien erfragen kann.
slide21

jefe: ls -l

total 40

-rw------- 1 lohr institut 7342 Jun 16 20:50 Text

lrwxrwxrwx 1 lohr institut 4 Jun 16 21:00 alias -> Text

drwx------ 2 lohr institut 14 Jun 16 20:57 dir

-rw------- 3 lohr institut 266 Jun 16 21:18 foo

-rw------- 3 lohr institut 266 Jun 16 21:18 foo1

-rw------- 3 lohr institut 266 Jun 16 21:18 foo2

- sequentiell Eigner Eignergruppe Name Inhalt

lsoft link letzte Änderungszeit

d Verzeichnis Größe in Bytes

Anzahl der hard links

6 1 8 dateisysteme in programmiersprachen
6.1.8 Dateisysteme in Programmiersprachen

sind ansprechbar über Modul/Klassen-Bibliotheken

  • Typische Leistung einer solchen Bibliothek:
    • Abstraktion von den spezifischen Systemaufrufen
    • des unterliegenden Betriebssystems
    •  Manipulation getypterDaten
slide23

Java – einige wenige Beispiele aus java.io:

class File beinhaltet lediglich einen Wegnamen

und erlaubt Abfragen über die so

benannte Datei – sofern vorhanden

abstract class InputStream

ist Oberklasse für diverse „ungetypte“

– d.h. byteorientierte – Eingabeklassen

für sequentielles Lesen

class FileInputStream extends InputStream

ermöglicht das Lesen von Bytes und

Bytefolgen aus einer sequentiellen Datei

slide24

class InputStreamReader extends Reader

liest Zeichenfolgen von einem

angegebenenInputStream

class DataOutputStream extends Writer

schreibt Daten aller primitivenTypen

in einen angegebenen OutputStream

class PrintWriter extends Writer

schreibt Daten aller Typen als

Zeichenketten in einen angegebenen

OutputStream