1.4 文件與目錄

文件系統

UNIX文件系統是按層次安排目錄和文件的。起始目錄被稱為根（root），它的名字是一個字符 / 。

目錄是一個包含目錄項的文件。在邏輯上，可以認為每個目錄項都包含一個文件名，同時還包含說明該文件屬性的信息。文件屬性是：文件類型，文件長度，文件所有者，文件的許可權（例如，其他用戶能否能訪問該文件）,文件最后的修改時間等。start和fstat函數返回一個包含所有文件屬性的信息結構。第4章將詳細說明文件的各種屬性。

目錄項事實上存儲在磁盤上，對此區別于目錄項的邏輯看法。多數UNIX文件系統的實現并不在目錄項中存儲該目錄項自己的屬性，因為當文件有很多硬連接的時候，很難做到同步保存該文件的屬性。當我們在第四章討論硬連接后，對此將有清晰的認識。

文件名

目錄中的各個名字被稱為文件名。唯一兩個不能出現在文件名中的字符是反斜杠（/）和空字符（null）。反斜杠用來把文件名從路徑名中區別出來，空字符用來結束一個路徑名。因此，把文件名中可用的字符限制在一般打印字符的子集中是一個好習慣。（我們限制可用字符還因為，如果我們在文件名中使用了shell的特殊字符，我們就必須使用shell的引號機制來引用文件名，這將導致問題復雜化。）

被反斜桿區分開，并且可選的以反斜桿開頭一個或多個文件名的序列，構成了路徑名。以反斜桿起頭的路徑名稱為絕對路徑；否則，稱為相對路徑。相對路徑涉及到的文件相對于當前目錄。文件系統的根（/）的名字是絕對路徑的特例，它沒有文件名。

例子

列出一個目錄中所有文件的名字并不困難。圖1.3展示了ls（1）命令實現的本質。

ls（1）符號是UNIX系統手冊的一般表示方法，用來引用特定的項。它引用第一小節中的ls項。小節號通常用數字1到8表示，同時每一小節中的所有項都是按字母順序排列的。本書中，我們假定你有一份你的UNIX系統手冊的拷貝。

歷史上，UNIX系統把所有8個小節集中在UNIX程序員手冊中。隨著頁數的增加，趨勢變為把各節安排在不同的手冊中：例如一份為用戶準備的，一份為程序員準備的，一份為系統管理員準備的。

一些UNIX系統使用大寫字母在已有的小節中進一步細分手冊。舉例來說，所有AT&T中的標準輸出/輸入(I/O)函數在3S小節中，比如fopen（3S）。其它系統用字母來代替數字表示小節號，例如用C表示命令。

今天，許多手冊用電子形式進行發行。如果你的手冊是聯機手冊，查看手冊中ls命令的方式或許是這樣的：

man  1  ls

或者

man  –s1  ls

圖1.3是一個程序，其打印出目錄中各個文件的名字。如果源碼文件的名字是myls.c，我們按照以下方式把它編譯成默認的可執行文件a.out：

cc  myls.c

cc（1）是早期的C編譯器。在支持GNU C編譯器的系統上，gcc（1）是C編譯器。這里，cc通常與gcc相連接（譯者注：原句是Here，cc is often linked to gcc。沒翻譯好，期待哪位大蝦指教）。

一些輸出例子如下：

$ ./a.out /dev

.

..

console

tty

mem

kmem

null

mouse

stdin

stdout

stderr

zero

省略其它未顯示的行

cdrom

$ ./a.out /var/spool/cron

can’t open /var/spool/cron: Permission denied

$ ./a.out .dev/tty

can’t open /dev/tty: Not a directory

像上面那樣，我們會以如下的方式展示運行的命令和該命令的輸出：輸入的字符以紅色加粗字體顯示，而程序的輸出以紅色字體顯示。如果對于輸出需要加注釋，我們會以紅色斜體字體顯示注釋。輸入行前面的美元符號是shell打印出來的提示符。我們始終使用美元符號作為shell提示符。

注意文件名并沒有按照字母順序輸出。而ls命令會在打印名字之前現對名字排序。

在這個20行的程序中，許多細節應當被考慮：

l         首先，我們包含了一個我們自己編寫的頭文件：apue.h。幾乎本書中所有的程序都包含這個頭文件。該頭文件包含了一些標準系統頭文件，并且定義了本書例子中使用的數值常量和函數原型。該頭文件的清單在附錄B中。

l         main函數的聲明使用了ISO C標準的風格。（下章中我們會談到更多ISO C標準。）

l         我們從命令行得到參數argv[1]作為對象目錄的名字。在第七章，我們將看到main函數是怎樣被調用的，同時看到命令行參數和環境變量是如何傳遞給程序的。

l         由于不同UNIX系統的目錄項格式不盡相同，我們使用opendir函數，readdir函數和closedir函數來操作目錄。

l         opendir函數返回DIR結構的指針，并傳遞該指針給readdir函數。不必關心DIR結構的細節。接著在循環中調用readdir函數，用來讀取每個目錄項。readdir函數返回一個dirent結構的指針，否則，在無目錄項可讀時返回null指針。我們只需要檢查dirent結構中每個目錄項的名字（d_name）。使用這個名字，我們就可以調用stat函數（4.2節介紹）來確定文件的所有屬性。

l         我們調用兩個我們自己編寫的函數來處理錯誤：err_sys和err_quit。從圖1.3的輸出中我們可以看到，err_sys函數打印出了豐富的信息來描述遇到的錯誤（“Permission denied”和“Not a directory”）。附錄B中列出了這兩個錯誤處理函數。在1.7節中我們將更詳細的談到錯誤處理。

l         當程序完成時，以參數0調用exit函數。exit函數結束一個程序。通常，參數0意味者正常結束，而1到255之間的參數意味著發生了錯誤。8.5節中，我們將會學習一個程序（比如shell或者我們自己寫的程序）如何獲得另一個正在執行中的程序的exit狀態。

圖 1.3 列舉出一個目錄中的所有文件

工作目錄

每個進程都有一個工作目錄，有時又稱為當前工作目錄。所有的相對路徑都從該目錄開始。一個進程能夠用chdir函數改變它的工作目錄。

例如，相對路徑doc/memo/joe指出memo目錄中的文件或目錄joe，memo目錄又在doc目錄中，而doc一定是工作目錄下的一個目錄。查看這個相對路徑，我們知道doc和memo一定是目錄，但是我們不能確定joe是一個文件還是一個目錄。路徑/usr/lib/lint是一個絕對路徑，它指出了lib目錄中的文件或目錄lint，lib目錄在usr目錄中，而usr目錄又在根（root）目錄中。

起始（Home）目錄

當我們登錄時，工作目錄被設定為我們的起始目錄。我們的起始目錄是從密碼文件（1.3節介紹）中我們的登錄項得到的。