Все есть файл линукс что значит

Linux.yaroslavl.ru

Всё Является Файлом
Пред.	Глава 9. Файловая Система Linux	След.

Всё Является Файлом

Стартовое Руководство Пользователя описывает концепцию прав доступа к файлам, а также понятия владельца файла, но в действительности для файловых систем UNIX (это относится и к GNU/Linux’ ext2fs) требуется, чтобы мы ввели определение файла.

В данном случае, “всё” действительно означает всё. Жесткий диск, разделы на жестком диске, параллельные порты, подключение к web-сайтам, Ethernet карточка, все они являются файлами. Даже каталоги — это файлы. В GNU/Linux существует много типов файлов в дополнение к стандартным файлам и каталогам. Обратите внимание, здесь под типом файла, мы не подразумеваем содержимое файла: в GNU/Linux и любой другой UNIX системах, файл, будь это текст, или PNG картинка, или двоичный файл, или что-то подобное, является только потоком байтов. Разделение файлов согласно их содержанию оставлено приложениям.

Различные Типы Файлов

Если вы помните, при вводе команды ls -l, символ перед правами доступа идентифицирует тип файла. Мы уже видели два типа файлов: обычный файл (-) и каталог (d). Блуждая по диску, вы также можете встретить и другие типы файлов:

Символьные файлы: это любые специальные системные файлы (типа /dev/null, который мы уже обсуждали), или периферийные устройства (последовательные или параллельные порты), которые разрешают совместное использование своего содержания без буферизации (их значение не сохраняется в памяти). Такие файлы идентифицированы символом c.

Файлы блочного доступа: Эти файлы — являются периферийными устройствами, и, в отличие от символьных файлов, их содержание — буферизируется . В эту категорию входят такие файлы, как например: жесткие диски, разделы на жестком диске, дисководы для гибких дискет, CD-ROM, и так далее. Примерами файлов блочного доступа могут служить файлы /dev/hda, /dev/sda5. В результате выполнения команды ls -l, они идентифицированы символомb.

Символические ссылки: эти файлы очень широко используется в Mandrake Linux , например в процедуре запуска системы (см. главу Глава 11. Файлы Загрузки: init sysv). Название этих файлов отражает цель. Символические ссылки связаны с файлом символическим способом, что означает, что такие файлы могут указывать на существующий файл. Подробнее об этом позже в этой главе. Символические ссылки очень часто (и неправильно, что будет показано позже) называют “мягкими (soft) ссылками”. Такие файлы идентифицируются символом 'l'.

Именованные каналы (pipes): очень похожи на каналы, используемые в shell, фактически разница только в том, что такие каналы имеют название. Именованные каналы очень редки. Маловероятно, что вы встретите хотя-бы один во время исследования файлового дерева. На всякий случай сообщаем что символ, идентифицирующий их — 'p'. Чтобы узнать больше об этом, взгляните сюда : “ Анонимные Каналы и Именованные Каналы”.

Сокеты (socket: розетка, разъем): Этот тип файла для всех сетевых подключений. Только некоторые из них имеют названия. Нужно заметить, что сокеты бывают нескольких типов, но эта тема выходит за рамки данной книги. Такие файлы идентифицированы символом 's'.

Вот примеры каждого типа файлов:

Inode

Inode является, вместе с принципом “Все есть файл”, фундаментальной частью файловой системы UNIX. Слово “inode” это сокращение от Information NODE (Информационный УЗЕЛ).

Inodes хранятся на диске в inode table (таблице информационных узлов). Они существуют для всех типов файлов, которые могут храниться в файловой системе, и это включает каталоги, именованные каналы, файлы символьного режима и так далее. Что приводит к другому известному выражению: “inode есть файл”. При помощи inode UNIX идентифицирует файл уникальным способом.

Иначе говоря UNIX не идентифицирует файл по его имени . Вместо этого используется номер [18] из таблицы inode. Причина для этого заключается в том, что файл может иметь несколько названий, или вообще не иметь никакого названия. Имя файла в UNIX, является только указателем на inode. Такой указатель называется link (линк или ссылка). Давайте рассмотрим ссылки более подробно.

[18] Важно: обратите внимание, что номер inode уникален в пределах файловой системы , что означает, что inode с тем же самым номером может существовать на другой файловой системе. Это приводит к различию между дисковым inode и inode в оперативной памяти. Два дисковых inode могут иметь один и тот же номер, если они находятся на двух различных файловых системах. В оперативной памяти inode имеет уникальный номер на всю систему.

Источник

Качественная архитектура ПО на примере концепции Linux «всё есть файл»

Качественная архитектура ПО на примере концепции Linux «всё есть файл»

В статье показано, как в Linux/FFmpeg организована кодовая база на C с учётом расширяемости, которая работает так, будто в C есть полиморфизм. Вы увидите, как концепция Linux «всё — файл» работает на уровне исходного кода, а также как FFmpeg позволяет быстро и легко добавлять поддержку новых форматов и кодеков.

Качественный дизайн ПО — введение

В процессе работы над кодом программисты регулярно сталкиваются с тем, что качественный дизайн кода окупается впоследствии при усложнении продукта. Для создания полезного и легко поддерживаемого в долгосрочной перспективе ПО разработчики подбирают определённые шаблоны и объединяют их в абстракции, и похоже, что разработчики Linux и FFmpeg поступили именно так.

При разработке программ создаются структуры данных и определяются их зависимости и поведение. То, как они построены и связаны между собой, можно рассматривать как дизайн/архитектуру ПО.

Предположим, что мы разрабатываем фреймворк для обработки видео- и аудиофайлов. Кодеки AV1, H264, HEVC и AAC производят некоторые идентичные операции с данными, и если мы разработаем некоторую обобщённую абстракцию, включающую эти операции, мы сможем использовать эту абстракцию вместо того, чтобы реализовывать конкретную идею, заложенную в каждом отдельном кодеке.

YAY Games , Москва , По итогам собеседования

Ещё один хороший приём — использовать слабо связанные компоненты, чётко определив их функции.

Возможно, эти концепции проще понять на практике. Сделаем примерный набросок фреймворка для обработки потоковых медиаданных, использующего несколько разных кодеков.

Этот код на Ruby отражает одну из описанных выше концепций. Без конкретизации в коде предполагается, что каждый кодек реализует функции encode и decode. Поскольку Ruby — язык с динамической типизацией, любой класс может иметь реализацию этих двух операций и работать как кодек.

Такой дизайн кода можно назвать хорошим, поскольку если нам потребуется добавить новый кодек, нужно только включить его реализацию в список. Разумеется, список можно сделать и динамическим. Смысл примера в том, что такой код легко расширять и поддерживать, поскольку компоненты слабо связаны между собой и каждый из них делает только то, что должен.

Фреймворк Ruby on Rails подталкивает к определённым способам организации кода, реализуя архитектуру «Модель-Представление-Контроллер» (MVC).

Обращаясь к языкам со статической типизацией, таким как Go, нам придётся быть более формальными, описывая требуемые типы, но мы всё равно можем создать код, аналогичный приведённому выше.

Тип interface в Go намного мощнее аналогичной конструкции в Java, так как его определение никак не связано с реализацией, и наоборот. Можно даже присвоить каждому кодеку тип ReadWriter и использовать в таком виде.

На C тоже можно создать код с аналогичным поведением, но будут некоторые отличия.

Сначала в обобщённой структуре мы определяем абстрактные операции (в данном случае функции). Затем мы наполняем их конкретным кодом, например кодером и декодером кодека av1.

Множество других языков поддерживают сходные механизмы распределения методов или функций, как если бы они придерживались некой конвенции. В результате ПО на уровне ОС достаточно уметь работать только с показанными высокоуровневыми абстракциями.

Linux kernel и концепция «всё — файл»

Концепция «всё — файл» ОС Linux позволяет использовать один интерфейс для работы с любыми ресурсами системы. Например, Linux обрабатывает сетевые сокеты, особые файлы (такие как /proc/cpuinfo) и даже USB-устройства как файлы.

Этот подход облегчает разработку программ для ОС, поскольку мы можем использовать хорошо изученный набор операций для абстракции, названной «файлом». Вот как это работает:

Это возможно только потому, что концепция файла (структуры данных и операции) была разработана как один из главных способов взаимодействия подсистем. Вот участок API-структуры file_operations :

Эта структура чётко определяет то, что мы подразумеваем под концепцией файла, и какое поведение мы от него ожидаем:

Здесь можно увидеть набор функций, реализующих это поведение, в файловой системе ext4.

Даже файлы cpuinfo proc реализованы через эту абстракцию. Фактически, работая с файлами под Linux, вы используете виртуальную файловую систему (VFS), которая в свою очередь обращается к функциям абстракции.

FFmpeg — форматы

Вот общая схема архитектуры процессов FFmpeg, демонстрирующая, что внутренние компоненты связаны в основном через такие абстрактные концепции, как AVCodec, а не напрямую через конкретные кодеки.

Для входящих файлов в FFmpeg создаётся структура AVInputFormat, реализуемая любым форматом (видеоконтейнером), который требуется использовать. Файлы MKV также заполняют эту структуру своей реализацией, как и формат MP4 — своей.

Такой дизайн позволяет легко интегрировать новые кодеки, форматы и протоколы. В мае 2019 года в FFmpeg был включён кодек DAV1d (аналог av1 с открытым исходным кодом), и, изучив изменения в коде, вы увидите, насколько безболезненно прошло внедрение. В итоге ему только требуется зарегистрироваться в качестве доступного кодека и придерживаться списка общих операций.

Безотносительно используемого нами языка мы всегда можем как минимум попытаться создать код со слабой зависимостью и высокой согласованностью. Именно эти два основных свойства позволят вам писать ПО, которое легко расширять и поддерживать.

Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.

Перейти к регистрации

Источник

Типы файлов в Linux

Философия операционных систем Unix гласит, что все есть файл. Это значит, что вся работа с этой операционной системой сводится к файлам. Поскольку Linux можно считать тоже потомком Unix, то эта концепция применима и здесь. Файлы это объекты, в которые мы записываем информацию и наши данные, исполняемые файлы, но кроме этих привычных нам понятий здесь есть файлы специального назначения — файлы устройств, файлы туннелей, сокетов и многое другое. Эта тема очень слабо освещена в интернете, поэтому в нашей сегодняшней статье мы рассмотрим типы файлов linux.

Пространство нашего жесткого диска занято файлами разных типов. Например, взять даже наш корневой раздел (/), при создании файла, файловая система записывает его в определенном формате на нужное физическое место жесткого диска. Всегда, для работы с файлами используется файловая система, но не всегда она записывает файлы на диск, файловая система может работать на лету, генерируя файлы, например, как procfs, с помощью которой может быть выполнена настройка ядра linux или записывать файлы в оперативную память, как tmpfs расположенная в папке /tmp. Но все это не имеет значения, ведь в любом случае мы имеем дело именно с файлами.

В системе Linux нет различий между каталогами и файлами. Но каталоги могут объединять другие файлы в группы, чтобы их было легче найти и использовать. Все аппаратные устройства представлены в виде файлов и находятся в каталоге dev, только через эти файлы программы могут работать с ними.

Преимущество использования файлов как для обычной информации, так и для устройств, в том, что не нужно реализовать отдельный набор API интерфейсов для каждого устройства, с ним могут работать все стандартные утилиты Linux и API интерфейсы.

Типы файлов в Linux

Файлы в операционной системе Linux можно поделить на три основных типа:

• Обычные файлы, для хранения информации
• Специальные файлы — для устройств и туннелей
• Директории

Дальше рассмотрим более подробно эти типы файлов linux.

Обычные файлы

Это файлы, с которыми мы привыкли работать каждый день, они могут содержать текст, исполняемые инструкции для программ, изображения или другую информацию. Это самый распространенный тип файлов, которые вы можете найти в системе Linux. Рассмотрим небольшой список относящихся сюда файлов:

• Текстовые файлы
• Исполняемые файлы
• Файлы изображений
• Файлы архивов
• Файлы библиотек программ
• И другие подобные типы

Утилита ls может определять тип файла в режиме списка, обычные файлы обозначаются черточкой, например:

Эта статья была бы неполной, если бы мы рассматривали типы файлов, но не упомянули о форматах. Дело в том, что все обычные файлы сохранены в определенном формате, это нужно, чтобы система знала какой программой нужно открывать файл.

Посмотреть форматы файлов linux можно с помощью утилиты file. Например:

Система сообщила что это исполняемый файл, а теперь посмотрим обычный, текстовый:

Утилита умеет распознавать все известные форматы файлов. Чтобы узнать вывести все доступные форматы файлов linux наберите:

Специальные файлы

Специальные файлы намного интереснее, они предназначены для обмена информации с ядром, работы с устройствами или общения между программами. Такие файлы могут тоже быть нескольких типов, в зависимости от назначения.

Блочные файлы — это файлы устройств, которые обеспечивают буферизованный доступ к аппаратным компонентам. При записи данных на жесткий диск или на флешку нет смысла записывать данные сразу же после их поступления. Так мы будем только понапрасну расходовать ресурс устройства и энергию. Можно подождать пока наберется достаточное количество данных а потом записать их за один раз. Эти данные и собираются в буфере. С помощью таких файлов, файловая система и другие утилиты могут обращаться к драйверам аппаратных устройств. Такие файлы могут передать большой блок данных за небольшой один раз.

Утилита ls обозначает блочные файлы буквой b, например, выберем все блочные файлы из каталога /dev:

ls -l /dev/ | grep «^b»

Утилита file, которую мы рассматривали в предыдущем разделе тоже умеет определять типы файлов:

Символьные файлы обеспечивают не буферизованный доступ к аппаратным компонентам и ядру. Поскольку у них нет буфера, они позволяют передавать только по одному символу за один раз. А в остальном, это такие же файлы устройств, как и блочные файлы.

Вы также можете отфильтровать их с помощью ls. Символьные файлы обозначаются буквой c (character):

ls -l /dev/ | grep «^c»

Символические ссылки — это файлы, которые указывают на другие файлы в системе по их имени. Они могут указывать как на обычные файлы, таки на каталоги или другие типы файлов в linux. По сути, это те же ярлыки Windows. В Linux еще есть жесткие ссылки, но они не имеют отношения к типу файлов, потому что реализованы на уровне файловой системы и считаются обычными файлами. Поскольку они указывают на одно и то же место на диске, это два разных файла, с одинаковым содержимым.

Но вернемся к символическим ссылкам. Утилита ls обозначает их буквой l (link):

ls -l /dev/ | grep «^l»

Создавать символические ссылки можно с помощью утилиты ln. Например:

ln -s file1.txt file2.txt

Можете использовать ls чтобы убедиться в том, что это ссылка. Проверьте таким же образом жесткие ссылки, чтобы убедиться, что то что я сказал о них — правда.

Туннели и именованные туннели — это файлы, позволяющие настроить связь между двумя процессами перенаправив вывод одного процесса на вход другого. Именованные туннели используются для связи между двумя процессами и работают так же как и обычные туннели.

Обозначаются такие типы файлов linux буквой p (pipe):

ls -l /dev/ | grep «^p»

Чтобы создать именованный тоннель вы можете использовать утилиту mkfifo:

echo «test test test» > pipe1

После создания туннеля мы передали в него данные, и оболочка стала не интерактивной. Она будет ожидать пока данные будут прочитаны на другом конце туннеля. Открываем другую оболочку и читаем данные:

while read line ;do echo «Data: ‘$line’ «; done

Файлы сокетов — это файлы, обеспечивающие прямую связь между процессами, они могут передавать информацию между процессами, запущенными в разных средах или даже разных машинах. Это значит, что с помощью сокетов программы могут обмениваться данными даже по сети. По сути, сокет работает так же как туннели, но только в обе стороны.

Файлы сокетов обозначаются буквой s:

ls -l /dev/ | grep «^s»

Создать сокет можно с помощью функции socket() на языке программирования Си, чтение и запись выполняется системными вызовами read() и write(). Но нам сейчас не нужно писать реальную программу, будет достаточно немного поиграться. Поэтому воспользуемся утилитой nc. Создаем Unix сокет:

nc -lU socket.sock

Подключаемся к нему из другой консоли:

nc -U socket.sock

Все данные, которые вы будете набирать в одной из консолей будут отправляться на другую после нажатия Enter, связь работает в обоих направлениях.

Каталоги

Это специальные файлы, которые позволяют объединять другие и каталоги в группы для более простой навигации и поиска. Естественно, они могут содержать как обычные, так и специальные файлы, одним словом любые типы файлов ос linux. В системе Linux, файлы организуются в папки начиная от корня (/)

Обозначаются каталоги буквой d (directory):

Создать каталог в linux можно с помощью команды mkdir:

Заключение

Теперь у вас более четкое представление о том, почему в linux все является файлами, а также какие типы файлов в linux существуют в вашей системе. Вы можете найти более подробную информацию по каждому виду файлов в интернете, но если у вас остались вопросы, можете задать их в комментариях!

Источник