IO进程 day03

7. 目录操作函数

函数功能	函数名
打开目录	opendir
关闭目录	closedir
读目录	readdir
修改文件路径	chdir
获取文件属性	stat

7.1. opendir/closedir

opendir

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);

 功能：打开目录文件
 参数：目录流，指向打开的目录文件
 返回值：
  成功返回目录流指针
  失败返回NULL，更新errno
closedir

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);

 功能：关闭目录文件
 参数：目录流，指向开的的目录文件
 返回值：成功返回0，失败返回-1，并且更新errno

7.2. readdir

#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);

 功能：读取目录文件内容
 参数：目录流，指向打开的目录文件
 返回值：
  成功返回结构体指针，读到文件结尾返回NULL
  失败返回NUL
结构体：

struct dirent
{
	ino_t dino;	// 文件的inode
	off_t d_off;	
	unsigned short d_reclen;
	unsigned char d_type;	//文件类型，并不支持所有文件类型
	char d_name[256]; 	// 文件名
};

练习
实现ls -a的功能

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>

int main ()
{
	DIR *dirp = NULL; 
	struct dirent* dire = NULL;
	// 打开文件
	dirp = opendir("./");
	if(dirp == NULL)
	{
		perror("open err");
		return EOF;
	}
	// 读取文件
	while(dire = readdir(dirp))
		pritnf("%s\t", dire->d_name);
	closedir(dirp);
	return 0;
}

7.3. chdir

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

 功能：改变当前工作路径
 参数：path：修改之后的路径
 返回值：成功返回0，失败返回-1，更新errno
注意
 只有程序走到该函数之后，工作路径从程序所在路径改成path指向的路径，修改创建文件都在修改之后的路径下实现

7.4. stat

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int stat(const char *pathname, struct stat *buf);

 功能：获取文件属性
 参数：
  pathname：文件
  buf：获取到属性存放的位置
 返回值：成功返回0，失败返回-1，并且更新errno

struct stat
{
	dev_t		st_dev;	// 包含文件的设备ID
	ino_t		st_ino;	// 文件的inode号
	mode_t		st_mode;	// 文件的类型和权限
	nlink_t		st_nlink;	// 硬链接数
	uid_t 		st_uid;	// 用户ID
	gid_t     	st_gid;	// 组ID
	dev_t     	st_rdev;
	off_t     	st_size;	//大小
	blksize_t 	st_blksize;	// 文件系统IO块的大小
	blkcnt_t	st_blocks; 	// 512b的分配数量
	struct timespec		st_atim;	// 最后一次访问的时间
	struct timespec		st_mtim;	// 最后一次修改的时间
	struct timespec		st_ctim;	// 最后一次状态改变的时间
}

基本用法

获取文件的inode号

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    DIR *dirp = NULL;
    struct dirent *dir = NULL;
    struct stat sb;

    // 打开文件
    dirp = opendir("./");
    if (dirp == NULL)
    {
        perror("open err");
        return EOF;
    }
    // 读取文件
    while (dir = readdir(dirp))
    {
        if (stat(dir->d_name, &sb) == -1)
        {
            perror("stat err");
            return -1;
        }
        printf("%ld %s  ", sb.st_ino, dir->d_name);

    }
    printf("\n");
    closedir(dirp);
    return 0;
}

获取文件类型

1. man 7 inode：The following mask values are defined for the file type
2. 对于文件类型，定义了一下掩码值(8进制)

宏名	掩码值	文件类型
S_IFMT	0170000	判断文件类型
S_IFSOCK	0140000	socket—套接字
S_IFLNK	0120000	symbolic link—连接文件
S_IFREG	0100000	regular file —普通文件
S_IFBLK	0060000	block device — 块设备文件
S_IFDIR	0040000	directory — 目录文件
S_IFCHR	0020000	character—字符设备文件
S_IFIFO	0010000	FIFO—管道文件

1. 先通过stat获取文件的类型和权限

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

int main ()
{
	// 通过stat获取文件属性
	struct stat sb ;
	if(stat(argv[1], &sb) == -1)
	{
		perror("stat err");
		return EOF;
	}
	pritnf("mode = %o\n", sb.st_mode);	// 掩码是8进制，mode转换成8进制
}

2. 使用方法

stat(pathname, &sb);
if((sb.st_mode & S_IFMT) == S_IFREG)
	printf("普通文件");

3. 换一种写法，通过宏来直接得到真值或假值

宏名	判断文件类型
S_ISREG(mode)	regular file—普通文件
S_ISDIR(mode)	directory—目录文件
S_ISCHR(mode)	character device—字符设备文件
S_ISBLK(mode)	block device—块设备文件
S_ISFIFO(mode)	FIFO—管道文件
S_ISLNK(mode)	symbolic link—连接文件
S_ISSOCK(mode)	socket—套接字文件

stat(pathname, &sb);
if(S_ISREG(sb.st_mode))
	printf("regular file");

获取文件权限

对于文件权限，也有相应的掩码

宏名	掩码	权限
S_IRUSR	00400	用户的读权限
S_IWUSR	00200	用户的写权限
S_IXUSR	00100	用户的执行权限
S_IRGRP	00040	同组的读权限
S_IWGRP	00020	同组的写权限
S_IXGRP	00010	同组的执行权限
S_IROTH	00004	其他用户的读权限
S_IWOTH	00002	其他用户的写权限
S_IXOTH	00001	其他用户的执行权限

需要哪一项权限就用mode位与哪一项权限的掩码

if(sb.st_mode & S_IRUSR)
	printf("r");

其他的结构体成员的使用

1. 通过用户id获取用户名

#include <pwd.h>
struct passwd* getpwuid(uid_t uid);
struct passwd
{
	char *pw_name;	// 用户名
	char *pw_passwd;	// 用户密码
	uid_t pw_uid;	// 用户ID
	gid_t pw_gid;	// 组ID
	char *pw_gecos;	// 用户信息
	char *pw_dir;	// 家目录
	char *pw_shell;
}；
struct passwd* user_name = NULL;
user_name = getpwuid(sb.st_uid);
user_name->pw_name;

2. 通过组ID获取组名

#include <grp.h>
struct group *getgrgid(gid_t gid);
struct group
{
	char *gr_name;	// 组名
	char *gr_passwd;	// 组密码
	gid_t gr_gid;	// 组ID
	char **gr_mem;	// 组内成员
}；

3. 转换时间格式
    将时间转换成字符串的形式表示

#include <time.h>
char *ctime(const time_t *timep);
// 将时间转换成为"Wed Jun 30 21:49:08 1993\n"的格式

8. 库

8.1. 库的概念

 把一些的常用的函数的目标文件打包到一起，提供相应的函数接口。本质上是一种可执行代码的二进制形式

8.2. 库的分类

	静态库	动态库
编译	在编译时会被连接到目标代码中	在程序运行时才会被载入到程序中
优点	运行时不需要加载库，运行速度快 运行时不依赖库文件，可移植性高	程序在执行时加载动态库，体积较小
缺点	静态库中的代码复制到程序中，所以体积大	运行时需要加载库文件，运行速度较慢 运行时依赖库文件，可移植性较差
库升级	静态库升级之后程序需要重新编译链接	动态库升级之后不需要重新编译程序
Linux	.a	.so
Windows	.lib	.dll

8.3. 静态库制作

1. 将源文件编译生成目标文件
    gcc -c xxx.c -o xxx.o
   

2. 创建静态库，用ar命令，将.o文件生成.a文件
    ar crs libxxx.a xxx.o
   

3. 静态库的使用
    gcc main.c -L指定库的路径 -l指定的库名
   

8.4. 动态库的制作

1. 创建一个与地址无关的目标文件
    gcc -fPIC -c xxx.c -o xxx.o
   
2. 创建动态库
    gcc -shared -o libxxx.so xxx.o
   
3. 测试使用
    gcc xxx.c -L指定路径 -l指定的库名
4. 执行
   
5. 错误原因：动态库被加载时会优先从/lib下寻找库文件
6. 解决办法：
    1. 把库文件拷贝到/usr/lib下
     sudo cp libxxx.so /sur/lib
    2. 在LD_LIBRARY_PATH 环境变量中加上库所在的路径
     export LD_LIBRARY_PAYH = $LD_LIBRARY_PATH:.
     只在当前终端有效
    3. 添加/etc/ld.so.conf.d/*.conf文件

9. 进程

9.1. 进程和程序的区别

程序：
1. 编译好的可执行的二进制文件
2. 存放在磁盘上，指令和数据的有序集合(文件)
3. 静态的，没有任何执行的概念

进程：
1. 独立的可调度的任务
2. 执行一个程序所分配的资源的总称
3. 进程是程序一次完整执行过程
4. 进程是动态的，包括创建，调度，执行，消亡
5. 进程活动在内存上，断电会丢失