Linux系统编程（三）文件系统

一、目录和文件

1.1 文件属性（stat）

stat() 可以通过文件名获取文件的属性。

fstat() 可以通过打开的文件描述符获取文件的属性。

lstat() 和 stat() 功能相同，有一点区别就是当 pathname 是一个符号链接文件的时候，lstat() 返回的是符号链接文件本身的属性，而不是链接文件指向的文件的属性。而 stat() 则是返回符号链接所指向文件的属性。

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

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

下面是 stat 结构体中的部分成员： 

struct stat {
               dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
               ino_t     st_ino;         /* Inode number */
               mode_t    st_mode;        /* File type and mode */
               nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links */
               uid_t     st_uid;         /* User ID of owner */
               gid_t     st_gid;         /* Group ID of owner */
               dev_t     st_rdev;        /* Device ID (if special file) */
               off_t     st_size;        /* Total size, in bytes */
               blksize_t st_blksize;     /* Block size for filesystem I/O */
               blkcnt_t  st_blocks;      /* Number of 512B blocks allocated */

               struct timespec st_atim;  /* Time of last access */
               struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */
               struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */
}

我们可以通过 stat 结构体中的 st_size 成员获取文件长度，程序 flen.c 如下：

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

off_t flen(char *path){
        struct stat fstat;
        if (stat(path, &fstat) < 0) {
                perror("stat()");
                exit(1);
        }
        return fstat.st_size;
}


int main(int argc, char * argv[])
{
        if (argc < 2) {
                perror("flen <filepath>");
                exit(1);
        }

        off_t fsize = flen(argv[1]);
        printf("file size: %lld\n", (long long)fsize);
        exit(0);
}

但 st_size 仅仅是文件的属性，实际占用磁盘的块大小和个数是 st_blksize 和 st_blocks。如下图，文件 flen.c 的 Size 为 429 B，但是占用磁盘块数为 8个，8 * 512B = 4096B：

下面是一段创建空洞文件的代码 hole_file.c，该程序会创建一个大小为 5g 的空洞文件（注意 5LL * 1024LL * 1024LL * 1024LL 一定要加单位 LL，否则计算结果会溢出）： 

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

int main(int argc, char *argv[])
{
        if (argc < 2) {
                perror("hole_file <filepath>");
                exit(1);
        }

        int fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT);
        if(fd < 0){
                perror("open");
                exit(1);
        }

        /* make a 5g hole file */
        lseek(fd, 5LL * 1024LL * 1024LL * 1024LL, SEEK_SET);
        write(fd, "", 1);

        exit(0);
}