十三、文件和目录——软链接和硬链接

13.1 软链接和硬链接介绍

13.1.1 软硬链接的创建

　　通过 ln 命令可以对文件创建软硬链接

　　创建硬链接 

　　

　　2 表示链接数

　　创建软链接

　　

　　通过 ls -l  命令显示的文件类型为 l，表示文件类型为符号链接

• 若删除原始文件，对硬链接来说依然可以查看到文件内容，只不过链接数会减1，对软链接来说，则链接依然存在，但是查看不到文件内容了，用 cat  和 more 命令的时候，会提示没有哪个文件或目录。

13.1.2 软硬链接在Linux系统中的存放

　　创建硬链接的时候，只是多创建了一个目录项，并不会创建一个 i 节点和数据块，然后链接数 +1。只有直到硬链接数为0的时候，才会释放这个文件，即真正的删除。

　　创建硬链接，数据块存放的是源文件的路径，所以当源文件删除后，就找不到软链接的内容了。但是 i 节点和数据块还存在。软链接的链接数永远都是1。

　　

13.2 硬链接函数

• 硬链接创建条件
  • 针对文件创建链接，无法对目录进行创建，除非是 root 用户
  • 必须是同一个分区
  • 只有超级用户才能对目录建立连接
• 文件删除条件
  • 链接计数为0
  • 无其他进程打开该文件　　

13.2.1 创建链接-link 函数

　　link（建立文件连接）
　　相关函数 symlink，unlink

#include <unistd.h>
int link (const char * oldpath, const char * newpath);

• 函数说明
  • link()以参数 newpath 指定的名称来建立一个新的连接(硬连接)到参数 oldpath 所指定的已存在文件。
  • 如果参数 newpath 指定的名称为一已存在的文件则不会建立连接。
• 函数功能：
  • 创建一个指向现存文件的连接（硬链接）
• 附加说明
  • link()所建立的硬连接无法跨越不同文件系统，如果需要请改用 symlink()。
• 返回值
  • 成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。
• 附加说明
  • link()所建立的硬连接无法跨越不同文件系统，如果需要请改用 symlink()。
• 错误代码
  • EXDEV 参数 oldpath 与 newpath 不是建立在同一文件系统。
  • EPERM 参数 oldpath 与 newpath 所指的文件系统不支持硬连接
  • EROFS 文件存在于只读文件系统内
  • EFAULT 参数 oldpath 或 newpath 指针超出可存取内存空间。
  • ENAMETOLLONG 参数 oldpath 或 newpath 太长
  • ENOMEM 核心内存不足
  • EEXIST 参数 newpath 所指的文件名已存在。
  • EMLINK 参数 oldpath 所指的文件已达最大连接数目。
  • ELOOP 参数 pathname 有过多符号连接问题
  • ENOSPC 文件系统的剩余空间不足。
  • 　　EIO I/O 存取错误。　

13.2.2 删除链接

　　unlink（删除文件）
　　相关函数 link，rename，remove

#include <unistd.h>
int unlink(const char * pathname);

• 函数说明
  • unlink()会删除参数 pathname 指定的文件。
  • 如果该文件名为最后连接点，但有其他进程打开了此文件，则在所有关于此文件的文件描述词皆关闭后才会删除。
  • 如果参数 pathname 为一符号连接，则此连接会被删除。
• 函数功能：
  • 删除 pathname 指定的硬链接（源文件和指定的硬链接文件都可以），并将由 pathname 所引用的文件链接计数减1　　
• 返回值
  • 成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno
• 错误代码
  • EROFS 文件存在于只读文件系统内
  • EFAULT 参数 pathname 指针超出可存取内存空间
  • ENAMETOOLONG 参数 pathname 太长
  • ENOMEM 核心内存不足
  • ELOOP 参数 pathname 有过多符号连接问题
  • EIO I/O 存取错误

13.2.3 remove 函数

　　remove（删除文件）
　　相关函数 link，rename，unlink

#include <stdio.h>
int remove(const char * pathname);

• 函数说明
  • remove()会删除参数 pathname 指定的文件。
  • 如果参数 pathname 为一文件，则调用 unlink() 处理，若参数 pathname 为一目录，则调用 rmdir() 来处理。请参考 unlink() 与 rmdir()。
  • 对于文件，remove 的功能与 unlink 相同
  • 对于目录，remove 的功能与 rmdir 相同
• 函数功能：
  • 解除一个文件或目录的链接
• 返回值
  • 成功则返回0，失败则返回-1，错误原因存于errno。
• 错误代码
  • EROFS 欲写入的文件存在于只读文件系统内
  • EFAULT 参数 pathname 指针超出可存取内存空间
  • ENAMETOOLONG 参数 pathname 太长
  • ENOMEM 核心内存不足
  • ELOOP 参数 pathname 有过多符号连接问题

• • EIO I/O 存取错误

13.2.4 rename 函数

　　rename（更改文件名称或位置）
　　相关函数 link，unlink，symlink

#include <stdio.h>
int rename(const char * oldpath, const char * newpath);

• 函数说明
  • rename() 会将参数 oldpath 所指定的文件名称改为参数 newpath 所指的文件名称。若 newpath 所指定的文件已存在，则会被删除。
• 函数功能：
  • 文件或目录更名
• 返回值
  • 执行成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno

13.2.5 例子

　　（1）硬链接的创建

　　file_hardlink.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 0) {
        fprintf(stderr, "usage:%s srcfile files\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    int i;

    for(i = 2; i < argc; i++){
        if(link(argv[1], argv[i]) < 0) {
            perror("link error");
            continue;
        }
    }

    printf("create success\n");
    return 0;
}

　　编译执行如下：

　　

　　

13.3 软链接（即符号链接）

13.3.1 创建软链接

（1）创建软链接

　　symlink（建立文件符号连接）
　　相关函数 link，unlink

#include <unistd.h>
int symlink( const char * oldpath, const char * newpath);

• 函数说明
  • symlink() 以参数 newpath 指定的名称来建立一个新的连接(符号连接)到参数 oldpath 所指定的已存在文件。
  • 参数 oldpath 指定的文件不一定要存在，如果参数 newpath 指定的名称为一已存在的文件则不会建立连接。
  • 创建符号链接并不要求 oldpath 的存在
  • 可以跨文件系统建立符号链接
  • 软链接可以针对目录进行创建
• 函数功能
  • 创建一个符号链接（软链接）
• 返回值
  • 成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。
• 错误代码
  • EPERM 参数 oldpath 与 newpath 所指的文件系统不支持符号连接
  • EROFS 欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内
  • EFAULT 参数 oldpath 或 newpath 指针超出可存取内存空间。
  • ENAMETOOLONG 参数 oldpath 或 newpath 太长
  • ENOMEM 核心内存不足
  • EEXIST 参数 newpath 所指的文件名已存在。
  • EMLINK 参数 oldpath 所指的文件已达到最大连接数目
  • ELOOP 参数 pathname 有过多符号连接问题
  • ENOSPC 文件系统的剩余空间不足
  • EIO I/O 存取错误

（2）读取软链接

　　readlink（取得符号连接所指的文件）
　　相关函数 stat，lstat，symlink

#include <unistd.h>
ssize_t readlink(const char * path ,char * buf,size_t bufsiz);

• 函数说明
  • readlink()会将参数 path 的符号连接内容存到参数 buf 所指的内存空间，返回的内容不是以 NULL 作字符串结尾，但会将字符串的字符数返回。若参数 bufsiz 小于符号连接的内容长度，过长的内容会被截断。
• 函数功能
  • 打开该链接本身，并读该链接中的名字（源文件的路径）
• 返回值
  • 成功则返回读到的字节数，失败则返回-1，错误代码存于errno。
• 错误代码
  • EACCESS 取文件时被拒绝，权限不够
  • EINVAL 参数 bufsiz 为负数
  • EIO I/O 存取错误。
  • ELOOP 欲打开的文件有过多符号连接问题。
  • ENAMETOOLONG 参数 path 的路径名称太长
  • ENOENT 参数 path 所指定的文件不存在
  • ENOMEM 核心内存不足
  • ENOTDIR 参数 path 路径中的目录存在但却非真正的目录。

13.3.2 例子

　　file_link.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc < 3) {
        fprintf(stderr, "usage:%s srcfile linkfiles\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    //对源文件创建符号链接（软链接）
    if(symlink(argv[1], argv[2]) < 0) {
        perror("symlink error");
        exit(1);
    }

    //读取软链接引用的源文件的内容
    char buff[4096];
    ssize_t size;
    memset(buff, 0, sizeof(buff));
    int fd = open(argv[2], O_RDONLY);
    if(fd < 0) {
        perror("open error");
        exit(1);
    }

    if((size = read(fd, buff, sizeof(buff))) < 0) {
        perror("read error");
        exit(1);
    } else {
        write(STDOUT_FILENO, buff, size);
    }

    printf("\n");

    //读取软链接本身的内容
    memset(buff, 0, sizeof(buff));
    if((size = readlink(argv[2], buff, sizeof(buff))) < 0) {
        perror("readlink error");
        exit(1);
    } else {
        write(STDOUT_FILENO, buff, size);
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

 　　编译执行