《UNIX环境高级编程》笔记 第四章——文件和目录

1. 简介

存储在文件系统中的每一个文件，它们都有自己的文件类型，所有者，访问权限，链接数、大小等属性。本章函数可以对文件或目录的属性进行访问和修改，对于更多的细节，可以查看相关函数的man手册。

2. 函数原型

1. int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf); 2. int fstat(int fd, struct stat *statbuf); 3. int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf); 4. int fstatat(int dirfd, const char *pathname, struct stat *statbuf, int flags);	返回文件（目录）的属性： （1）lstat返回符号链接本身的信息，而不是符号链接引用的文件信息。 （2）fstatatf以打开目录的文件描述符dirfd为起始目录，返回相对路径pathname的文件信息，如果pathname是绝对路径，则忽略dirfd。flags指定是否跟随符号链接。 4个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int access(const char *pathname, int mode) 2. int faccessat(int fd, const char *pathname, int mode, int flag)	测试文件的访问权限，mode参数： F_OK：测试文件是否存在 R_OK：测试读权限 W_OK：测试写权限  X_OK：测试执行权限 若flag=AT_EACCESS，则访问检测用的是有效用户ID和有效组ID，而不是实际用户ID和实际组ID 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
mode_t umask(mode_t cmask)	设置文件模式创建屏蔽字 返回值：返回之前的文件模式创建屏蔽字
1. int chmod(const char *pathname, mode_t mode) 2. int fchmod(int fd, mode_t mode) 3. int fchmodat(int fd, const char *pathname, mode_t mode, int flag)	3个函数改变现有文件的访问权限： 若flag=AT_SYMLINK_NOFOLLOW，fchmodat不跟随符号链接 3个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int chown(const char *pathanme, uid_t owner, gid_t group) 2. int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group) 3. int fchownat(int fd, const char *pathanme, uid_t owner, gid_t group, int flag) 4. int lchown(const char *pathanme, uid_t owner, gid_t group)	4个函数更改文件的用户ID和组ID，若owner或group中任一个是-1，则对应ID不变。当pathname为相对路径时，若fchownat函数flag=AT_SYMLINK_NOFOLLOW，则与lchown作用一样，只修改符号链接本身，而不是符号链接引用的文件。 4个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int truncate(const char *pathname, off_t lenth) 2. int ftruncate(const char *pathname, off_t lenth)	截断文件长度 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int link(const char *existingpath, const char *newpath) 2. int linkat(int efd, const char *existingpath, int nfd, const char *newpath, int flag)	建立文件硬链接，不允许对目录建立硬链接 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int ulink(const char *pathname) 2. int ulinkat(int fd, const char *pathname, int flag)	解除文件链接，当链接计数为0时，文件内容被删除，另一个条件是当进程打开了一个文件，即使该文件链接计数为0，也不能删除其内容。当flag=AT_REMOVEDIR时，可删除目录。 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
int remove(const char *pathname)	解除对文件或目录的链接 返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int rename(const char *oldname, const char *newname) 2. int renameat(int oldfd, const char *oldname, int newfd, const char *newname)	重命名文件或目录 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. int symlink(const char *actualpath, const char *sympath) 2. int symlinkat(const char *actualpath, int fd, const char *sympath)	创建一个符号链接 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
1. ssize_t readlink(const char *restrict pathname, char *restrict buf, size_t bufsize) 2. ssize_t readlink(int fd, const char *restrict pathname, char *restrict buf, size_t bufsize)	读取符号链接文件本身的内容 2个函数返回值：若成功，返回读取的字节数；若出错，返回-1
1. int futimens(int fd, const struct timespec times[2]) 2. int utimensat(int fd, const char *path,  const struct timespec times[2], int flag) 3. int utimes( const struct timeval times[2])	更改文件的访问和修改时间 3个函数返回值：若成功，返回读取的字节数；若出错，返回-1
1. int mkdir(const char *pathname, mode_t mod) 2. int mkdirat(int fd, const char *pathname, mode_t mod)	创建一个目录 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
int rmdir(const char *pathname)	删除一个空目录 返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
DIR *opendir(const char *pathname) DIR *fdopendir(int fd)	打开目录 2个函数返回值：若成功，返回指针；若出错，返回NULL
struct dirent *readdir(DIR *dp)	读取一个目录项 返回值：若成功，返回指针；若出错，返回NULL
void rewinddir(DIR *dp)	将目录项的位置重置为开始
int closedir(DIR *dp)	关闭目录 返回值：若成功，返回指针；若出错，返回-1
long telldir(DIR *dp)	返回值：若成功，返回与dp关联的目录中的当前位置；若出错，返回-1
void seekdir(DIR *dp, long loc)	设置目录流的位置
1. int chdir(const char *name) 2. int fchdir(int fd)	更改当前工作目录 2个函数返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1
char *getcwd(char *buf, size_t size)	返回调用进程当前工作目录 返回值：若成功，返回buf；若出错，返回NULL

3.实例

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define TESET_ACCESS(mode, bit) do { \
	if ((mode)&bit) { \
		printf( #bit " is ok\n"); \
	} else { \
		printf( #bit " is not\n"); \
	} \
} while (0)

void printf_stat(const char *file, const struct stat *buf)
{
	printf("file %s stat: \n", file);

	/* // man 7 inode
	S_ISREG(m)	is it a regular file?
	S_ISDIR(m)  directory?
	S_ISCHR(m)  character device?
	S_ISBLK(m)  block device?
	S_ISFIFO(m) FIFO (named pipe)?
	S_ISLNK(m)  symbolic link?  (Not in POSIX.1-1996.)
	S_ISSOCK(m) socket?	(Not in POSIX.1-1996.)

	
	S_ISUID   04000	  set-user-ID bit (see execve(2))
	S_ISGID	  02000   set-group-ID bit (see below)
	S_ISVTX	  01000   sticky bit (see below)
	
	S_IRWXU	  00700   owner has read, write, and execute permission
	S_IRUSR	  00400   owner has read permission
	S_IWUSR	  00200   owner has write permission
	S_IXUSR	  00100   owner has execute permission
	
	S_IRWXG	  00070   group has read, write, and execute permission
	S_IRGRP	  00040   group has read permission
	S_IWGRP	  00020   group has write permission
	S_IXGRP	  00010   group has execute permission
	
	S_IRWXO	  00007   others (not in group) have read,	write,	and
					  execute permission
	S_IROTH	  00004   others have read permission
	S_IWOTH	  00002   others have write permission
	S_IXOTH	  00001   others have execute permission
	*/
	switch (buf->st_mode & S_IFMT) {
	case S_IFBLK:
		printf("block device\n");
		break;
	case S_IFCHR:
		printf("character device\n");
		break;
	case S_IFDIR:
		printf("directory\n");
		break;
	case S_IFIFO:
		printf("FIFO/pipe\n");
		break;
	case S_IFLNK:
		printf("symlink\n");
		break;
	case S_IFREG:
		printf("regular file\n");
		break;
	case S_IFSOCK:
		printf("socket\n");
		break;
	default:
		printf("unknown?\n");
		break;
	}
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IRUSR);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IWUSR);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IXUSR);
	
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IRGRP);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IWGRP);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IXGRP);

	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IROTH);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IWOTH);
	TESET_ACCESS(buf->st_mode, S_IXOTH);
	
	printf("uid: %d, gid: %d\n", buf->st_uid, buf->st_gid);
	printf("size: %ld\n", buf->st_size);
	printf("links: %ld\n", buf->st_nlink);
}

int main()
{
	int fd = open("t.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND|O_SYNC/*|O_EXCL*/, (S_IRUSR|S_IWUSR)|(S_IRGRP|S_IWGRP)|(S_IROTH));
	if (fd < 0) {
		perror("open error");
	}	

	struct stat buf = {0};
	if (stat("t.txt", &buf) < 0) {
		perror("stat error");
	}
	printf_stat("stat", &buf);

	
	memset(&buf, 0, sizeof(buf));
	if (fstat(fd, &buf) < 0) {
		perror("fstat error");
	}
	printf_stat("fstat", &buf);

	int fddir = open("..", O_RDONLY|O_DIRECTORY); // Need to create capter4 directory
	if (fddir > 0) {
		memset(&buf, 0, sizeof(buf));
		// if (fstatat(fd, "capter4/t.txt", &buf, AT_SYMLINK_NOFOLLOW) < 0) {
		if (fstatat(fddir, "capter4/t.txt", &buf, AT_SYMLINK_NOFOLLOW) < 0) {
			perror("fstatat error");
		}
		printf_stat("fstatat", &buf);	
	}
	//if (access("t.txt", R_OK|W_OK|X_OK) < 0) {
	if (access("t.txt", R_OK|W_OK) < 0) {
		printf("Access test fail.\n");
	}

	mode_t mode = umask(S_IXUSR|S_IXGRP|S_IXOTH);
	printf("mode = %04x\n", mode);
	int fd2 = open("t2.txt", O_RDWR|O_CREAT|O_APPEND, (S_IRWXU)|(S_IRWXG)|(S_IRWXO)); // t2.txt: 0666

	close(fd2);
	if (link("../capter4", "t2.txt.link") < 0) {
	//if (link("t2.txt", "t2.txt.link") < 0) {
		perror("link error");
	}


	return 0;
}

4. 小结

1. 理解文件访问权限和访问模式，了解文件和目录的所有属性

2. 理解用户ID和组ID，包括实际、有效和设置用户ID和组ID

3. 理解文件系统的结构，硬链接和符号链接的区别

3. 掌握文件和目录的创建和删除相关函数，包括相似函数的参数用法及区别（比如函数xx，相似函数fxx、fdxx、xxat、fxxat）