Почему жесткая ссылка в Unix?

(Хм: следующее является теперь чем-то вроде эпопеи...),

Дизайн каталога в файловых системах Unix (который, чтобы быть педантичным, обычно, но не обязательно присоединен к OSs Unix) представляет замечательное понимание, которое на самом деле сокращает количество требуемых особых случаев.

'Каталог' является действительно просто файлом в файловой системе. Все фактическое содержание файлов в файловой системе находится в inodes (от Вашего вопроса, я вижу, что Вы уже знаете о части этого материала). Нет никакой структуры к inodes на диске - они - просто большой набор пронумерованных блобов байтов, распространения как арахисовое масло по диску. Это не полезно, и действительно отталкивающе любому с клочком опрятной озабоченности.

Единственный специальный inode является inode номером 2 (не 0 или 1 по причинам Традиции); inode 2 является файлом каталога: корневой каталог. Когда система монтирует файловую систему, она 'знает', что имеет к readdir inode 2, для запущения себя.

Файл каталога является просто файлом с внутренней структурой, которая предназначается, чтобы быть считанной opendir (3) и друзья. Вы видите его внутреннюю структуру, зарегистрированную в dir (5) (в зависимости от Вашей ОС); при рассмотрении этого Вы будете видеть, что запись файла каталога не содержит почти информации о файле - это - все в файле inode. Одна из нескольких вещей, это является особенным об этом файле, - то, что открытое (2) функция будет, учитывая ошибку, при попытке открыть файл каталога с режимом, который разрешает писать. Различные другие команды (для выбора всего одного примера, hexdump) откажется действовать нормальным способом с файлами каталога, просто потому что это, вероятно, не, что Вы хотите сделать (но это - их особый случай, не файловая система).

Жесткая ссылка - ничто больше, ни меньше, чем запись в карте файла каталога. Вы можете иметь два (или больше) записи в такой карте который обе карты к тому же inode числу: это inode поэтому имеет два (или больше) жесткие ссылки. Это также объясняет, почему каждый файл имеет по крайней мере одну 'жесткую ссылку'. inode имеет подсчет ссылок, который записывает, сколько раз это inode упоминается в файле каталога где-нибудь в файловой системе (это - число, которое Вы видите, когда Вы делаете ls -l).

Хорошо: мы переходим к сути дела теперь.

Файл каталога является картой строк ('имена файлов') к числам (inode числа). Те inode числа являются числами inodes файлов, которые находятся 'в' том каталоге. Файлы, которые находятся 'в' том каталоге, могли бы включать другие файлы каталога, таким образом, их inode числа будут среди перечисленных в каталоге. Таким образом, если у Вас есть файл /tmp/foo/bar, затем файл каталога foo включает запись для bar, отображение той строки к inode для того файла. В файле каталога существует также запись /tmp, для файла каталога foo который находится 'в' каталоге /tmp.

Когда Вы создаете каталог с mkdir (2), та функция

1. создает файл каталога (с некоторым inode числом) с корректной внутренней структурой,
2. добавляет запись в родительский каталог, отображая название нового каталога к этому новому inode (который составляет одну из ссылок),
3. добавляет запись в новый каталог, отображая строку '.' на тот же inode (это составляет другую ссылку), и
4. добавляет другая запись в новый каталог, отображая строку '..' к inode файла каталога это изменило на шаге (2) (это составляет большее число жестких ссылок, на которых Вы будете видеть на файлах каталога, которые содержат подкаталоги).

Конечный результат состоит в том, что (почти) единственные особые случаи:

• Открытое (2) функция пытается мешать стрелять себе в ногу путем предотвращения Вас вводные файлы каталога для записи.
• mkdir (2) функция делает вещи хорошими и легкими путем добавления нескольких дополнительных записей (''. и '..') в новый файл каталога, просто для создания удобным переместить файловую систему. Я подозреваю, что файловая система работала бы отлично без'.' и '..', но была бы боль для использования.
• Файл каталога является одним из нескольких типов файлов, которые отмечаются как 'особенные' - это действительно, что говорит, что вещам нравится, открывают (2) для поведения немного по-другому. Посмотрите st_mode в статистике (2).

(скопированный с stackoverflow исходного вопроса, 20.10.2011)