Linux应用 文件属性和目录

文件类型

Linux系统中大致可以分为7种文件类型，分别是普通文件、目录文件、字符设备文件、块设备文件、符号链接文件、管道文件、套接字文件

可以通过stat 命令和ls命令来查看文件类型

普通文件

普通文件又分为文本文件和二进制文件，文本文件以ASCII码文件形式，常见的有**.c .h .sh .txt**文件

二进制文件以二进制数字的形式展现，常见的有**.o .bin**文件

目录文件

没错目录文件就是描述这个目录的文件，Linux中有专门的文件描述目录，我们看到的目录就是目录文件。Linux系统中有专门的系统调用来读写目录文件。

设备文件

设备文件对应的就是硬件设备，应用程序通过对设备文件的读写来操控、使用硬件设备。

设备文件分为字符设备文件和块设备文件。设备文件并不存在与磁盘中，其是文件系统虚拟出来的，一般由内存来维护，存放在Linux系统/dev/目录下

符号链接文件

link文件类型与window的快捷方式，它指向另一个文件路径，当对这个文件操作时，系统会根据情况将操作转移到它指向的文件。
链接文件分为硬链接文件和软链接文件

管道文件

用于两个进程间通信

套接字文件

用来实现不同主机上的进程间通讯，也就是网络通信。

文件相关函数

stat结构体

内核定义的一个结构体，在<sys/stat.h>文件中声明

三种文件描述的作用和区别
1、stat可以被认定为文件只读元数据的快照，记录了文件的一些信息
2、fd文件描述符，是用来找到inode节点的索引
3、FILE结构体是c语言库函数中的fd的进阶体，里面有一个fd，同时还存着缓冲区、读写指针、错误标志等等。

struct stat
{dev_t st_dev; /* 文件所在设备的 ID */ino_t st_ino; /* 文件对应 inode 节点编号 */mode_t st_mode; /* 文件对应的模式 */nlink_t st_nlink; /* 文件的链接数 */uid_t st_uid; /* 文件所有者的用户 ID */gid_t st_gid; /* 文件所有者的组 ID */dev_t st_rdev; /* 设备号（指针对设备文件） */off_t st_size; /* 文件大小（以字节为单位） */blksize_t st_blksize; /* 文件内容存储的块大小 */blkcnt_t st_blocks; /* 文件内容所占块数 */struct timespec st_atim; /* 文件最后被访问的时间 */sstruct timespec st_mtim; /* 文件内容最后被修改的时间 */struct timespec st_ctim; /* 文件状态最后被改变的时间 */
};

st_mode变量

一个32位无符号整形数据，记录了文件的类型和权限

可以通过这变量来验证文件的权限和类型，具体的文件类型和文件权限的宏定义可以自己搜索，建议还是自己多练习使用一下。

Linux系统中还有一些封装好的宏来判断文件类型。

struct timespec结构体

定义在<time.h>头文件中，是Linux有关时间的结构体。

struct timespec
{ time_t tv_sec;           //秒  time_t 就是 long int 类型syscall_slong_t tv_nsec; //纳秒
}

time_t时间是一个时间段，是一个时间点到另一个时间点所经过的秒数

stat结构体最后的三个时间都是相对于一个基准时间点而言的。这个时间是基于unix时间戳，也就是从1970年1月1日00:00:00

对于timespec结构体，我们可以对其进行转换，转换成我们熟悉的时间表达

#include <time.h>
#include <stdio.h>struct tm *localtime(const time_t *timer);          /* 经典接口，返回指向静态区的指针 */
struct tm *localtime_r(const time_t *timer,         /* 可重入版本，结果写入用户提供的 tm */struct tm *result);//struct tm的定义
struct tm {int tm_sec;   /* 秒 [0,60]（允许闰秒） */int tm_min;   /* 分 [0,59] */int tm_hour;  /* 时 [0,23] */int tm_mday;  /* 日 [1,31] */int tm_mon;   /* 月 [0,11]（0 代表 1 月） */int tm_year;  /* 年 - 1900 */int tm_wday;  /* 星期 [0,6]（0 代表周日） */int tm_yday;  /* 年内天数 [0,365]（0 代表 1 月 1 日） */int tm_isdst; /* 夏令时标志：>0 启用，0 未启用，<0 未知 */
};//实际使用/*参数定义*/
struct stat file_stat;
struct tm file_tm;
/* 打印文件状态最后改变的时间 */
localtime_r(&file_stat.st_ctim.tv_sec, &file_tm);
strftime(time_str, sizeof(time_str),
"%Y-%m-%d %H:%M:%S", &file_tm);
printf("time of last status change: %s\n", time_str);

stat函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>int stat(const char *pathname, struct stat *buf);
//pathname 是文件的路径
//buf 是用来接收文件信息的结构体指针

fstat函数

与stat函数不同的是fstat并不是通过文件路径获取的文件信息，它是通过fd文件描述符来获取的文件信息，也就是说使用它之前要通过open来打开文件获取文件描述符

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>int fstat(int fd, struct stat *buf);   
//fd：文件描述符
//buf:存储信息的stat指针

lstat函数

stat和fstat在读取链接文件信息的时候，是会直接获取到链接文件指向的文件信息的，想要获取链接文件本身的信息，要使用lstat函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int lstat(const char *pathname, struct stat *buf);
//pathname :链接文件路径
//buf:存储文件信息的stat指针

文件属主

调用open创建新文件时、执行程序的是谁，这个文件所有者就是谁。主要的表现形式是stat文件中的用户ID和所属组ID

chown函数

其可以用来改变文件的所有者和所属组

sudo chown root:root testApp.c    //将文件的所属者和所属组都改成root#include <unistd.h>
int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);  
//pathname：文件路径
//owner:文件所属者
//group：文件所属组
//在liunx系统中0用户指的就是root用户 0用户组就是指root用户组

获取当前进程的用户ID和所属组

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
uid_t getuid(void);    //获取用户ID
gid_t getgid(void);    //获取实际组ID

fchown函数

通过文件描述符改变用户ID和用户组ID

lchown函数

改变链接文件本身的用户ID和用户组ID

文件访问权限

所有的文件类型都有文件访问权限

通过对比文件ID和文件所有组ID和进程有效ID以及进程有效所有组ID可以判断进程对于文件属于什么角色，

特殊权限

S_ISUID set-user-ID位，如果文件权限的这个位被设置，那么进程在打开文件的时候就会将进程有效用户ID设置为文件用户ID，相当于是用文件所有者的权限去操作文件

S_ISGID set_group_ID位，同上，是设置进程有效用户组ID和文件用户zuID使用的。

S_ISVTX sticky bit

目录权限

目录的查看和访问，当前目录的文件和创建都是基于目录权限来的

目录的读权限：可列出（譬如：通过 ls 命令）目录之下的内容（即目录下有哪些文件）。

目录的写权限：可以在目录下创建文件、删除文件（同时需要有执行权限）。

目录的执行权限：可访问目录下的文件，譬如对目录下的文件进行读、写、执行、查看信息等操作

access系统调用

access可以用来检查文件的权限

#include <unistd.h>
int access(const char *pathname, int mode);
//pathname：文件路径
//mode：要检查的内容 1 F_OK 是否存在 R_OK是否可读  W_OK是否可写 X_OK是否可执行

chomod系统调用

用来修改文件权限

#include <sys/stat.h>
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
//pathname :文件路径
//mode:同文件权限值相同 用户、同组、其他

fchmod函数

使用fd文件描述符修改文件权限

#include <sys/stat.h>
int fchmod(int fd, mode_t mode);
//fd文件描述符
//mode：要修改的权限

umask函数

umask是权限掩码，属于进程的一个属性，用来表示其进程在创建文件或者是目录的情况下要忽略哪些权限位

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
mode_t umask(mode_t mask);
//mask表示要修改的进程权限掩码

文件的时间属性

前面说过有三个属性

1、st_atim ：文件最后被访问的时间、使用read读取文件会修改这个参数

2、st_mtim：文件最后被修改的时间、使用write写文件会修改这个参数

3、st_ctim ：文明状态最后被修改的时间、状态更改指的是该文件的 inode 节点最后一次被修改的时间、更改文件权限，用户ID，链接等等

修改时间属性

utime()函数

#include <sys/types.h>
#include <utime.h>
int utime(const char *filename, const struct utimbuf *times);
//filename：文件路径
//times:将文件访问时间和修改时间改成这个值 times 是一个 struct utimbuf 结构体类型的指针struct utimbuf {
time_t actime; /* 访问时间 */
time_t modtime;  /* 内容修改时间 */
};

utimes()函数

与utime如出一辙，但是它可以实现微妙级的时间改动

#include <sys/time.h>
int utimes(const char *filename, const struct timeval times[2]);
struct timeval {long tv_sec; /* 秒 */long tv_usec; /* 微秒 */
};

futimens()和utimensat()

可以实现纳秒级的改变

可以单独修改修改时间和访问时间

可以单独设置修改时间和访问时间为当前时间

#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
int futimens(int fd, const struct timespec times[2]);
//两个times，分别对应访问时间和修改时间
int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct timespec times[2], int flags);
//flag 设置为0表示修改它链接指向文件的时间 设置AT_SYMLINK_NOFOLLOW表示修改它自身的时间

软链接和硬链接

Linux系统中可以使用ln 命令创建链接文件

ln 源文件 链接文件   //硬链接
ln -s 源文件 链接文件 //软链接

硬链接是创建一个新的文件，指向同一个inode，每一个inode结构体都记录着当前文件的硬链接数量，只有当硬链接数量为0时，才会删除这个文件

ls -li //查看硬链接数量

软链接与源文件有不同的inode号，软链接类似于快捷方式。

创建链接文件

#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath, const char *newpath);			//创建硬链接文件
int symlink(const char *target, const char *linkpath);		//创建软链接文件

读取软链接文件

open打开软链接文件时不能得到文件修饰符的，进而也就无法使用read去读文件

但是可以使用readlink去读取链接文件

#include <unistd.h>
ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);   //只能读软链接文件

目录

Linux系统中对于目录文件的操作是由专门的系统调用和c语言库函数的。

目录的存储形式

目录文件的作用是为了能够快捷的访问其目录下的其他文件，所以目录文件的存储形式是由inode节点和目录块组成的，内部记录了目录下各个文件的名称和inode编号

相关函数

mkdir函数

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);      
//pathname:要创建的目录路径
//mode	  ：新目录的权限

rmdir函数

#include <unistd.h>
int rmdir(const char *pathname);
//pathname：要删除的目录路径

opendir函数

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);
//name:要打开的路径名称
//返回值是一个结构体，用来描述目录文件，作用类似于fd文件描述符

readdir函数

#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
//dirp：要访问的DIR结构体指针
//返回值表示dirp目录流指向的下一个目录条目，也就是下一个读的文件
struct dirent {ino_t d_ino; /* inode 编号 */off_t d_off; /* not an offset; see NOTES */unsigned short d_reclen; /* length of this record */unsigned char d_type; /* type of file; not supported by all filesystem types */char d_name[256]; /* 文件名 */
};	

rewinddir()函数

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
void rewinddir(DIR *dirp);
//将这个DIR对应的目录流重置为其目录起点

closedir函数

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);
//关闭目录文件

进程当前的工作目录

Linux 下的每一个进程都有自己的当前工作目录（current working directory），当前工作目录是该进程解析、搜索相对路径名的起点（不是以" / "斜杆开头的绝对路径）

可通过一个函数获得

#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf, size_t size);
//将当前工作目录保存在buf中

也可以通过一个函数对其进行改变

#include <unistd.h>
int chdir(const char *path);
int fchdir(int fd);

删除文件

unlink()

#include <unistd.h>
int unlink(const char *pathname); 
//删除软链接或者硬链接，删除软链接的时候不会对源文件产生任何影响

remove()

#include <stdio.h>
int remove(const char *pathname);
//是一个c语言库函数，用来移除一个文件或者是空目录

文件重命名

rename()

#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
//oldpath:老文件路径
//newpath：新文件路径

rename()只会操作目录文件，而不去操作文件本身的inode这些