6.1.5 Verzeichnisdateien

1. 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“

2. 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

3. 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)

4.  Verzeichnisdateien sind Dateien – • und haben daher die normalen Attribute von Dateien: •  •  differenzierter Zugriffsschutz • auf Teilbereiche des Namensraums •  Verwaltung von Zugriffszeiten • für Teilbereiche des Namensraums

5. 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. 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),

7. 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

8. chdir(path) • macht das Verzeichnispath • zum aktuellen Verzeichnis • chroot(path) • macht das Verzeichnispath • zum aktuellen Wurzelverzeichnis • (diese Systemfunktion ist dem • super-userrootvorbehalten)

9. 6.1.5.2 Erzeugen eines Verzeichnisses • mkdir(path,mode) • erzeugt ein Verzeichnispathmit Schutzstatusmode; • das Verzeichnis ist leer – bis auf Einträge für • "." und ".."

10. 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„

11. 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.

12. 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 !

13. 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

14. 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 *

15. 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 *

16. ! 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

17. 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

18. 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!

19. 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

20. 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.

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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