Odkazy

Vytvoř si soubor basnicka.txt.

Jaké informace si systém o tomto souboru ukládá (kromě samotného obsahu)?

Informace o souboru jsou na disku zapsané v takzvaném inode (česky I-uzel). Příkaz stat je umí přečíst:

$ stat basnicka.txt
  Soubor: basnicka.txt
Velikost: 94            Bloků: 8          I/O blok: 4096   běžný soubor
Zařízení: fd00h/64768d  I-uzel: 694527      Odkazů: 1
   Práva: (0664/-rw-rw-r--)  UID: ( 1000/    petr)   GID: ( 1000/    petr)
 Kontext: unconfined_u:object_r:user_home_t:s0
     Přístup: 2020-11-09 13:55:37.038584844 +0100
Změna obsahu: 2020-11-09 13:55:37.038584844 +0100
Změna i-uzlu: 2020-11-09 13:55:37.038584844 +0100
       Vznik: -

Tenhle výstup je hezky naformátovaný; reálně je tu ale uložených několik čísel:

$ stat -t basnicka.txt
basnicka.txt 94 8 81b4 1000 1000 fd00 694527 1 0 0 1604926537 1604926537 1604926537 0 4096 unconfined_u:object_r:user_home_t:s0

$ python
>>> import os
>>> os.stat('basnicka.txt')
os.stat_result(st_mode=33204, st_ino=694527, st_dev=64768, st_nlink=1, st_uid=1000, st_gid=1000, st_size=94, st_atime=1604926537, st_mtime=1604926537, st_ctime=1604926537)
>>> os.stat('basnicka.txt').st_mode
33204
>>> os.stat('basnicka.txt').st_mtime
33204
>>> os.stat('basnicka.txt').st_mtime_ns
1604926537038584844
>>> os.stat('basnicka.txt').st_mtime
33204
>>> exit()  # (nebo Ctrl+D)

Můj soubor:

• Obsahuje 94 bajtů (st_size).
• Je „normální“ datový soubor a má práva -rw-rw-r-- (st_mode). (Jako číslo: 33204 desítkově, 0664 osmičkově.)
• Je uložený jako záznam číslo 694527 (st_ino) na disku 64768 (st_dev). (fd00h je jen jiný zápis čísla 64768.)
• Je jednou odkázaný (st_nlink). O tom za chvilku.
• Patří uživateli 1000 (st_uid) a skupině 1000 (st_gid).
• Má uložené časy posledního přístupu (st_atime, access time), poslední změny obsahu (st_mtime, modification time) a poslední změny inode (st_ctime, původně z creation time*) jsou uloženy taky. (Číselně jako počet (mili)sekund od 1. 1. 1970.)

Obsah souboru je na disku uložen v osmi „blocích“ (st_blocks), což je minimum. Které přesně bloky to jsou, to je samozřejmě zaznamenáno taky, ale stat tuhle informaci neukazuje.

Tyto informace neobsahují jméno souboru! kdepak je jméno souboru?

V adresáři.

$ stat .
  Soubor: .
Velikost: 4096          Bloků: 8          I/O blok: 4096   adresář
Zařízení: fd00h/64768d  I-uzel: 694505      Odkazů: 2
   Práva: (0775/drwxrwxr-x)  UID: ( 1000/    petr)   GID: ( 1000/    petr)
 Kontext: unconfined_u:object_r:user_home_t:s0
     Přístup: 2020-11-09 14:43:39.820144055 +0100
Změna obsahu: 2020-11-09 14:43:37.653146851 +0100
Změna i-uzlu: 2020-11-09 14:43:37.653146851 +0100
       Vznik: -

Obsah tohoto adresáře je 4096 bytů – docela hodně! Ale co je vlastně obsah adresáře? Něco jako Pythonní slovník: přiřazuje jména konkrétním položkám.

• basnicka.txt → inode 694527
• . → inode 694505
• .. → inode 694438

Neboli:

$ ls -ai1
694505 .
694438 ..
694527 basnicka.txt

Toto je obsah adresáře – všechny ls -l informace čte z jednotlivých souborů.

Jméno souboru je uvedeno právě tady – není součástí samotného souboru.

Co to znamená?

Jediný soubor může mít dvě jména! Pojďme udělat adresář se dvěma jmény pro stejný soubor:

• basnicka.txt → inode 694527
• takybasnicka.txt → inode 694527 (stejné jako výše!)
• . → inode 694505
• .. → inode 694438

Příkaz ln funguje podobně jako cp, ale netvoří kopii – jen přidá odkaz na stejný soubor:

$ ln basnicka.txt takybasnicka.txt
$ ls -ai1
694505 .
694438 ..
694527 basnicka.txt
694527 takybasnicka.txt

Pomocí ls -l nebo cat se můžeš přesvědčit, že obě básničky mají stejnou velikost i obsah:

drwxrwxr-x. 2 petr petr 4096  9. lis 14.50 .
drwxrwxr-x. 3 petr petr 4096  9. lis 14.43 ..
-rw-rw-r--. 2 petr petr   94  9. lis 14.43 basnicka.txt
-rw-rw-r--. 2 petr petr   94  9. lis 14.43 takybasnicka.txt

A když do souboru něco zapíšeš, projeví se to tam i tam – basnicka.txt a takybasnicka.txt jsou jen dvě jména stejného souboru:

$ echo haló > basnicka.txt
$ cat takybasnicka.txt
haló
$ ls -al
celkem 16
drwxrwxr-x. 2 petr petr 4096  9. lis 14.50 .
drwxrwxr-x. 3 petr petr 4096  9. lis 14.43 ..
-rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 basnicka.txt
-rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 takybasnicka.txt

Oba soubory jsou zcela stejné. Když změníš jeden, změní se i druhý. Tomu se říká hardlink (tvrdý odkaz). A k čemu je to užitečné? Tvrdé odkazy se často používají na šetření místem na disku: když najdeš dva stejné soubory (které se nebudou měnit), můžeš zařídit, aby je systém uložil jen jednou. Popravdě se ale dnes hardlinky příliš nepoužívají. Ale je dobré vědět, že existuji.

Souborový systém dokonce kontroluje, kolikrát je daný soubor v tomto do systému, a to pomocí čísla st_nlink, na které se můžeš podívat ve druhém sloupci ls -l.

$ ls -al
celkem 16
drwxrwxr-x. 2 petr petr 4096  9. lis 14.50 .
drwxrwxr-x. 3 petr petr 4096  9. lis 14.43 ..
-rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 basnicka.txt
-rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 takybasnicka.txt
                           ^
                           |
                           +-- toto počítadlo existence souboru na disku
                               (= kolikrát se na disku nachází)

Když smažeš jeden ze souborů, číslo se sníží o 1. Když smažeš druhý, číslo spadne na nulu a systém bude vědět, že daný soubor už není potřeba a smaže ho.

Symbolický odkaz

Užitečnější a frekventovanější je symlink (symbolický odkaz). Můžeš si představit, že tento druh odkazu říká: "obsah tohoto souboru zde není, podívej se jinam".

Symbolický odkaz vytvoříš pomocí ln s přepínačem -s:

$ ln -s basnicka.txt BASEN
$ ls -ail
celkem 16
694505 drwxrwxr-x. 2 petr petr 4096  9. lis 15.05 .
694438 drwxrwxr-x. 3 petr petr 4096  9. lis 14.43 ..
694508 lrwxrwxrwx. 1 petr petr   12  9. lis 15.05 BASEN -> basnicka.txt
694527 -rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 basnicka.txt
694527 -rw-rw-r--. 2 petr petr    6  9. lis 14.53 takybasnicka.txt

Podívej se na výstup v terminálu. BASEN -> basnicka.txt je zobrazení symbolického odkazu. Čísla inode obou souborů jsou jiná. Soubor BASEN v sobě nemá uložený obsah naší básničky Je v něm uložená jen informace, že obsah se nachází v souboru basnicka.txt.

S odkazem BASEN můžeš pracovat jako s jinými soubory. Když ho otevřeš pro čtení, systém sáhne po místě, na které odkazuje, tedy basnicka.txt, a otevře ten.

$ cat BASEN
haló

Taky si všimni, že symbolický odkaz má nastavena všechna práva. Systém vždy použije práva odkazovaného souboru.

Odkaz na nejnovější verzi

Symbolické odkazy jsou velmi užitečné.

Když potřebuješ mít soubor na určitém místě na disku, ale nechceš ho kopírovat, udělej symbolický odkaz.

Často uvidíš soubor nejnovější verze jako symbolický odkaz na nejnovější verzi nějakého souboru. Třeba na mém systému příkaz python odkazem na python3, a to je zase odkazem na python3.8:

$ ls -l /usr/bin/python*
lrwxrwxrwx. 1 root root     9 25. zář 15.18 /usr/bin/python -> ./python3
...
lrwxrwxrwx. 1 root root     9 25. zář 14.55 /usr/bin/python3 -> python3.8
-rwxr-xr-x. 1 root root 15536 25. zář 14.55 /usr/bin/python3.8

Když tedy chci konkrétní verzi Pythonu, spustím python3.8 nebo (po instalaci) python3.9. Když chci Python 3, spustím příkaz python3, což reprezentuje verzi, která je na mém systému nejvhodnější – a po aktualizaci systému se může změnit. A když chci jakýkoli Python, spustím python, což je odkaz na python3, což je odkaz na konkrétní verzi.

V klikátku

V grafickém prohlížeči souborů můžeš odkazy dělat pomocí Ctrl+Shift+přetažení myší. A podle ikonky se šipečkou poznáš, že se jedná o symbolický odkaz.

Adresáře

Symlink může odkazovat i na adresář

Můžeš si například nastavit symlink na svůj domovský adresář:

ln -s ~ tady-je-doma
ls -l
lrwxrwxrwx 1 petr petr         10 zář 28 12:46 tady-je-doma -> /home/petr

Na to je dobré dávat pozor, až budeš psát skript, který něco čte a ukládá v adresářové struktuře - vždy si ověř, že odkazuješ na správné místo na disku.

Přesměrování

V některých (často historických) verzích UNIXu byly některé příkazy v /bin/ (např. /bin/bash) a jiné v /usr/bin (např. /usr/bin/python). Autoři Fedory si ale myslí, že tohle rozdělení je zbytečné a všechny programy by měly být na stejném místě.

Respektive na obou místech, aby staré programy fungovaly dál, ať už předpokládají /bin/ nebo /usr/bin.

Jak tenhle problém vyřešit?

$ ls -dl /bin
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 28. led  2020 /bin -> usr/bin

Adresář /bin je symbolický odkaz. Prakticky se chová stejně jako /usr/bin.

Odkaz nikam

Dá se udělat i odkaz někam, kde nic není.

$ ln -s nic.txt NIC
$ ls -l NIC
lrwxrwxrwx. 1 petr petr  7  9. lis 15.22 NIC -> nic.txt

Když takový soubor budeš chtít otevřít, systém řekne, že takový soubor neexistuje:

$ cat NIC
cat: NIC: No such file or directory

Co s takovými symbolickými odkazy „nikam“? Pokud máš nějaké velké soubory (třeba videa z dovolené) na externím disku a chceš s nimi pracovat na svém počítači, vytvoř si symlinky na určitá místa na externím disku. Ty můžeš třeba zorganizovat do adresářů podle data. Když disk odpojíš, soubory nebudou k dispozici, ale symlinky na ně zůstanou. Když disk zase připojíš, odkazy začnou fungovat.