UNIX-Linux文件管理

磁盘的写入

1、硬盘上一般都会有一些缓冲区一次来提高数据的写入效率，操作系统写入数据其实只是写入缓冲区，直到缓冲区满，才排队写入磁盘中。
2、这种操作降低了写入的次数，但是提高了数据写入的延时，导致缓冲区中的数据与磁盘中的内容不同步。

#include <unistd.h>
void sync(void);
功能：把所有缓冲区中的数据全部同步到磁盘。
注意：只是发布将数据同步到磁盘的命令，并不等待执行完毕才返回，而是命令发布后立即返回。

void fsync(int fd);
功能：指定fd文件的缓冲区数据同步到磁盘，只针对一个文件，数据同步到磁盘后才返回。

void fdatasync(int fd)；
功能：指定fd文件的缓冲区数据同步到磁盘，但仅是文件的数据并不同步文件属性

fcntl函数有关文件的操作

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,....);
注意：这是变长参数的函数
fd：文件描述符
cmd：操作指令，不同的操作指令决定后续参数的个数和类型

1、复制文件描述符，与fd操作同一个文件

int fcntl(int fd,int cmd,long newfd);
cmd:F_DUPFD
功能：复制文件描述符，与fd操作同一个文件
返回值：如果newfd没有使用，则返回newfd，如果newfd已经被占用，则返回一个不小于newfd的文件描述符。

2、设置或获取文件描述符标志

int fcntl(int fd,int cmd,void/long);
cmd:
F_GETFD(void)，返回值：0新进程保持打开状态，1新进程中关闭该文件描述符
F_SETFD(long)，目前只能设置FD_CLOEXEC标志位，返回值：成功返回0失败返回-1。

3、获取文件状态标志，指的是此文件打开的权限以及打开方式

int fcntl(int fd, int cmd, void/long);
cmd：
	F_GETFL (void)
		 O_CREAT, O_EXCL, O_NOCTTY, O_TRUNC 不能获取
		 返回值：带有文件状态标志的int类型变量，需要与各标志相与得到
	F_SETFL (long)
		O_APPEND, O_ASYNC,O_DIRECT, O_NOATIME, and O_NONBLOCK 只能设置
		返回值：成功返回0失败返回-1。

4、为文件加锁，能锁整个文件，或者锁一部分，一旦进程结束，锁会自动解锁

int fcntl(int fd,int cmd,struct* flock);
cmd:
	F_GETLK	获取锁的信息
	F_SETLK	设置文件锁
	F_SETLKW	测试锁，测试是否被加锁
	注意：加锁并不能让其他进程打不开文件或不能操作，而是使用者都要遵守锁的约定，确保文件不混乱（劝谏锁）。
struct flock {
        ...
        short l_type;    /* 锁的类型  */
        short l_whence;  /* 基础位置 How to interpret l_start:
                               SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */
        off_t l_start;   /* 偏移值 */
        off_t l_len;     /* 锁的长度为0表示锁到文件尾 */
        pid_t l_pid;     /* 加锁的进程号  */
        ...
       }；
读锁与写锁 成功
读锁与写锁 失败
写锁与写锁 失败

获取文件相关属性

#include <sys/stat.h>
功能：用来获取文件属性，返回值：成功返回0失败-1
int stat(const char *path,struct stat *buf);
path:文件路径
int fstat(int fd,struct stat *buf);
fd:需要打开后的文件描述符
int lstat(const char *path,struct stat *buf);
stat/fstat会跟踪链接目标，而lstat不跟踪链接目标
struct stat{
	dev_t     st_dev;     /* 设备ID */
    ino_t     st_ino;     /* 节点号 */
    mode_t    st_mode;    /* 文件类型和权限 */
    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;    /* 特殊设备ID */
    off_t     st_size;    /* 文件的总字节数 */
    blksize_t st_blksize; /* IO块数 */
    blkcnt_t  st_blocks;  /* 占用块（512字节）数 */
    time_t    st_atime;   /* 最后访问时间 */
    time_t    st_mtime;   /* 最后修改时间 */
    time_t    st_ctime;   /* 最后文件属性修改时间 */
};
st_mode:
	S_ISREG(m)  测试是否是标准文件
	S_ISDIR(m)  目录
	S_ISCHR(m)  字符设备文件
	S_ISBLK(m)  块设备文件
	S_ISFIFO(m) 管道设备文件
	S_ISLNK(m)  链接文件
	S_ISSOCK(m) socket文件
	
	S_IFMT     0170000   获取文件类型出错
    S_IFSOCK   0140000   socket文件
    S_IFLNK    0120000   软链接文件
    S_IFREG    0100000   标准文件
	S_IFBLK    0060000   块设备文件
	S_IFDIR    0040000   目录
	S_IFCHR    0020000   字符设备文件
	S_IFIFO    0010000   管道文件
	S_ISUID    0004000   设置UID字节位
	S_ISGID    0002000   set-group-ID bit (see below)
	S_ISVTX    0001000   设置粘滞位，不能随便删除
	
	S_IRWXU    00700     属主的读写执行权限
	S_IRUSR    00400     owner has read permission
	S_IWUSR    00200     owner has write permission
	S_IXUSR    00100     owner has execute permission
	
	S_IRWXG    00070     同组的读写执行权限
	S_IRGRP    00040     group has read permission
	S_IWGRP    00020     group has write permission
	S_IXGRP    00010     group has execute permission
	
	S_IRWXO    00007     其他用户的读写执行权限
	S_IROTH    00004     others have read permission
	S_IWOTH    00002     others have write permission
	S_IXOTH    00001     others have execute permission
	
#include <time.h>
struct tm *localtime(const time_t *timep);
功能：使用一个记录秒数据的变量，获取当前时间
struct tm {
           int tm_sec;         /* seconds */
           int tm_min;         /* minutes */
           int tm_hour;        /* hours */
           int tm_mday;        /* day of the month */
           int tm_mon;         /* month */
           int tm_year;        /* year */
           int tm_wday;        /* day of the week */
           int tm_yday;        /* day in the year */
           int tm_isdst;       /* daylight saving time */
       };

文件的访问权限

#include <unistd.h>
int access(const char *pathname,int mode);
功能：测试当前用户对文件的访问权限，或者文件是否存在
pathname:文件路径
mode:
	F_OK	是否存在
	R_OK	是否有读权限
	W_OK	是否有写权限
	X_OK	是否有执行权限
返回值：成功返回0失败返回-1

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
mode_t umask(mode_t mask);
功能：设置并获取权限屏蔽码，功能与umask命令一样，一旦设置成功，新创建文件就不会具有mask中的权限
返回值：旧的权限屏蔽码
注意：该权限屏蔽码只对当前进程有效，进程结束后返回默认值

#include<sys/stat.h>
int chmod(const char *path,mode_t mode);
int fchmod(int fd,mode_t mode);
功能：修改文件的权限，返回值：成功返回0失败返回-1
注意：它们不受权限屏蔽码的干扰

修改文件的大小

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path,off_t length);
int ftruncate(int fd,off_t length);
功能：修改文件的大小
返回值：成功返回0失败返回-1

文件的链接操作

1、硬链接

#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath,const char *newpath);
功能：创建硬链接文件，硬链接指向的是文件的内容，因此当链接目标被删除后依然可以访问文件的内容。
int unlink(const char *pathname);
功能：删除硬链接文件
注意：普通文件就是硬链接数位1的文件，当把一个文件的硬链接数删除到0个时，这个文件就被删除了。
int remove(const char *pathname);
功能：删除文件，该函数是标准库中的删除文件函数，底层调用了unlink系统调用。
int rename(const char *oldpath,const char *newpath);
功能：文件重命名

2、软链接

#include <unistd.h>
int symlink(const char *oldpath, const char *newpath);
功能：创建软链接（目录文件只能创建软链接）
oldpath：链接目标
newpath：链接文件
返回值：成功返回0失败返回-1。
ssize_t readlink(const char *path, char *buf, size_t bufsiz);
功能：读取软链接文件的内容而非链接目标（open打开软链接文件是打开的是目标文件）
path：链接文件的路径
buf：读取数据的存储位置
bufsiz：读取多少个字节
返回值：成功读取的字节数。

目录操作

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
功能：创建目录，目录一定要有执行权限，否则无法打开
返回值：成功返回0失败返回-1

#include <unistd.h>
int rmdir(const char *pathname);
功能：删除空目录
返回值：成功返回0失败返回-1

#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf,size_t size);
功能：获取当前进程的工作目录，工作目录是指当不加路径信息时，创建/打开时从那个目录下查找，工作目录。
默认是程序所在目录。

int chdir(const char *path);
功能：修改进程的工作目录
返回值：成功返回0失败返回-1。

int fchdir(int fd);
功能：修改进程的工作目录
fd：被open打开的目录文件的fd
返回值：成功返回0失败返回-1。

目录流操作

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

DIR *opendir(const char *name);
功能：打开一个目录流
返回值：目录流（链表）

DIR *fdopendir(int fd);
功能：使用文件描述符获取目录流，fd必须是目录文件的。

struct dirent *readdir(DIR *dirp);
功能：从目录流中读取一个文件结点信息
struct dirent {
    ino_t          d_ino;       /* 结点号 */
    off_t          d_off;       /* 下一个文件结点信息的偏移量 */
    unsigned short d_reclen;    /* 当前记录的长度 */
    unsigned char  d_type;      /* 文件类型 */ %hhu
    char           d_name[256]; /* 文件名 */
       };
	   
DT_BLK      This is a block device.
DT_CHR      This is a character device.
DT_DIR      This is a directory.			4
DT_FIFO     This is a named pipe (FIFO).
DT_LNK      This is a symbolic link.
DT_REG      This is a regular file.			8
DT_SOCK     This is a UNIX domain socket.
DT_UNKNOWN  The file type is unknown.

void rewinddir(DIR *dirp);
功能：把文件目录流指针调整到开头位置

long telldir(DIR *dirp);
功能：获取当前目录流的位置指针在第几个文件结点

void seekdir(DIR *dirp, long offset);
功能：调整当前目录流的位置指针
offset：根据开头位置指针，进行偏移
要和telldir函数配合使用

int closedir(DIR *dirp);