Глава 5. Управление файлами

Файл - важнейшая образующая практически любой программы. С появлением скоростных дисков больших объемов значение файлов сильно возросло. Использование API-функций управления файлами может сделать вашу программу более эффективной и производительной. Большинство программ данной главы являются консольными, потому что консольная программа как никакая другая подходит для демонстрации файловой обработки.

I

32-битная FAT. Характеристики файлов

Давая описание характеристикам файлов, я буду основываться на характеристиках, которыми манипулируют функции API. О типах и структуре файловых систем речь пойдет далее.

Атрибут файла. Размер - DWORD.
FILE_ATTRIBUTE_READONLY equ 1h
Атрибут - "только чтение". Приложения могут лишь читать данный файл. Соответственно, попытка открыть файл для записи вызовет ошибку.
FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN equ 2h
Атрибут - "скрытый файл". "Невиден" при обычном просмотре каталога (см. ниже, поиск файлов).
FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM equ 4h
Атрибут - "системный файл". Говорит о том, что данный файл принадлежит операционной системе.
FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY equ 10h
Атрибут - "директорий", С файлами с таким атрибутом операционная система обращается особым образом, считая его каталогом, т.е. считая его списком файлов, состоящим из записей по 32 байта.
FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE equ 20h
Со времен MS DOS таким атрибутом отмечались файлы, над которыми не произведена операция BACKUP или XCOPY. Для целей программирования данный атрибут эквивалентен нулевому значению атрибута.
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL equ 80h
Данный атрибут означает, что у файла не установлены другие атрибуты.
FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY equ 100h
Атрибут означает, что данный файл предназначен для временного хранения. После закрытия файла система должна его удалить.
FILE_ATTRIBUTE_COMPRESSED equ 800h
Для файла это означает, что он сжат системой; для директория - что вновь создаваемый файл по умолчанию должен быть сжат.
FILE_ATTRIBUTE_OFFLINE equ 1000h
Данный атрибут означает, что данные файла не доступны в данный момент.

Смену атрибута можно осуществить функцией SetFileAttributes, получить значение атрибута функцией GetFileAttributes. Следует заметить, что если операционная система не накладывает никаких ограничений на возможности изменения атрибутов файлов, то фактически обесценивается смысл самих атрибутов - всегда можно снять атрибут "только чтение" и делать с файлом, что заблагорассудится.

Файл имеет три временные характеристики: время создания, время последней модификации, время последнего доступа. Время отсчитывается в наносекундных интервалах начиная с 12.00 по полудни 1 января 1600 года и хранится в двух 32-битных величинах. Надо сказать, что время хранится в так называемых универсальных координатах и должно еще быть преобразовано в локальное время (функция FileTimeToLocalFileTime). Получить значение всех трех времен можно функцией GetFileTime.

Длина файла в байтах хранится обычно в двух 32-битных величинах либо в одной 64-битной величине. Если 32-битные величины обозначить как l1 (младшая часть) и l2 (старшая часть), то 64-битная величина выразится формулой l2*0FFFFH+l1. Paзмер файла можно получить функцией GetFileSize.

Кроме указанных характеристик, файл, разумеется, имеет имя. При этом мы будем различать длинное и короткое имя. Точно также будем различать полный путь (со всеми длинными именами) и укороченный путь (все длинные имена заменены укороченными). Необходимость использования укороченного имени и пути диктуется, прежде всего, тем, что некоторые программы получают путь или имя на стандартный вход и трактуют пробелы как разделители для параметров. Преобразование длинного имени в короткое можно осуществить функцией GetShortPathName, которая работает и для имени, и для пути. Обратное преобразование можно осуществить функиией GetFullPathName.

В данной книге мы не рассматриваем вопроса о прямом доступе к диску. Но вопрос о структуре записей каталога может у читателя все же возникнуть. Это и понятно, ведь с переходом к FAT32³³, во-первых, появилась возможность хранения файлов с длинным именем, во-вторых, у файла, кроме времени и даты модификации, появились еще время и дата создания и доступа. Где же все это хранится?

Для того чтобы ответить на поставленный вопрос, вспомним, что каталог в файловых системах FAT³⁴ делится на записи длиной 32 байта. Ниже приводится структура записи для FAT32. Пустыми записями считаются записи, содержащие нулевые байты, либо начинающиеся с кода E5H (для удаленных записей). На файл с обычным именем (восемь байт на имя и 3-на расширение) отводится 32 байта. В байте со смещением +11 содержится атрибут файла. Если атрибут файла равен 0FH, то система считает, что здесь содержится длинное имя. Длинное имя кодируется в UNICODE и записывается в обратном порядке. За одной или несколькими записями с длинным именем должна следовать запись с обычным именем, содержащим знак "~" - тильда. Здесь содержится также остальная информация о файле. Как видите, алгоритм просмотра каталога с выявлением информации о файле весьма прост. Обратимся теперь к структуре записи каталога. В старой операционной системе MS DOS байты с 12 по 21 никак не использовались системой (см. [1]). Новой системе они пригодились. Ниже в таблице дана новая структура записи каталога.

Как видите, все байты 32-байтной записи каталога теперь заняты. Лишний раз убеждаешься в первоначальной непродуманности файловой системы MS DOS, Это касается, в частности, длины файла. Как можно заметить, на длину файла отводится всего 4 байта. А как найти длину файла, если на нее требуется более 4 байт? Разумеется, в этом случае следует считать, что в каталоге хранятся младшие байты длины, а полную длину легко определить, обратившись к таблице размещения файлов. Но, согласитесь, что это уже явная недоработка. Странно также выглядит функция GetFileSize, которая возвращает четыре младших байта длины файла, старшие же байты возвращаются во втором параметре функции.

Иное дело в файловой системе NTFS, поддерживаемой Windows NT, изначально планируемой для работы с файлами больших размеров. Здесь для индексации кластеров используются 64-битные поля.

³³ В начале Windows 95 работала с 16-битной FAT, но длинные имена уже поддерживала.

³⁴ FAT (File Allocation Table) - один из элементов, на котором базируются файловые системы MS DOS и Windows 9х. По этой причине часто такие файловые системы называют FAT системами.