Unix环境高级编程学习笔记（二）
第四章 文件和目录
本章将描述文件系统特征和文件性质
1、stat、fstat和lstat函数
原型：#include<sys/stat.h>
int stat(const char* restrict pathname, struct stat *restrict buf);
int fstat(int filedes, struct stat *buf);
int lstat(const char* restrict pathname, struct stat *restrict buf); 若成功返回0,出错返回-1
注：lstat与stat的不同，当命名文件是一个符号链接时，lstat返回符号链接的有关信息，而stat返回引用文件的信息。
struct stat{
mode_t st_mode;
ino_t st_ino;
dev_t st_dev;
dev_t st_rdev;
nlink_t st_nlink;
uid_t st_uid;
gid_t st_gid;
off_t st_size;
time_t st_atime;
time_t st_mtime;
time_t st_ctime;
blksize_t st_blksize;
blkcnt_t st_blocks;
};
2、文件类型：包括普通文件、目录文件、块特殊文件、字符特殊文件、FIFO、套接字、符号链接。 文件类型信息包括在stat结构的st_mode字段，可用以下宏检测文件类型：
S_ISREG():普通文件;S_ISDIR():目录文件;S_ISCHR():字符特殊文件;S_ISBLK():块特殊文件;S_ISFIFO():管道或FIFO;S_ISLNK():符号链接;S_ISSOCK()：套接字。 注：头文件：<sys/stat.h> 参数是st_mode
由于POSIX.1允许实现将进程间通信对象（如消息队列和信号量等）表示为文件，所以有一些对应宏用于测是：S_TYPEISMQ():消息队列;S_TYPEISSEM():信号量;S_TYPEISSHM():共享存储对象。注：Linux没有把他们实现为文件，所以没啥用。
3、设置用户Id和组ID
与进程相关的id：实际用户id、实际组id（我们实际上是谁）、有效用户id、有效组id、附加组id（用于文件访问权限检查）、保存的设置用户id、保存的设置组id（由exec函数保存），通常：有效用户id等于实际用户id，有效组id等于实际组id。
每个文件都有所有者（st_uid）和组所有者(st_gid)。可以在st_mode中设置一个特殊标志，使“当执行这个文件时，将进程的有效用户id设置为所有者id”，这叫做设置用户id，同理有设置组id。例如：passwd程序就使用了设置用户id。。。可用S_ISUID和S_ISGID宏测试设置用户id和设置组id。
4、文件访问权限
9个访问权限位：S_IRUSR：用户读;S_IWUER：用户写;S_IXUSR：用户执行; S_IRGRP：组读;S_IWGRP：组写;S_IXGRP：组执行； S_IROTH：其他读 S_IWOTH：其他写 S_IXOTH：其他执行。（注：关于文件访问权限的意义，在之前的博客已写过，在此不再赘述。）
5、新文件和目录的所有权：新文件的用户id设置为进程的有效用户id，组id设置为：（1）进程的有效组id;（2）所在目录的组id。
6、access函数：按实际用户id和实际组id进行访问权限测试。用于验证实际用户能否访问1个文件。
原型：#include<unistd.h> int access(const char* pathname, int mode); mode：R_OK(测试读权限),W_OK(测试写权限),X_OK(测试执行权限),F_OK(测试文件是否存在) 注：这些标志可以进行或运算，来自头文件<unistd.h>
7、umask函数：为进程设置文件模式创建屏蔽字，并返回以前的值，无出错函数。
原型：#include<sys/stat.h> mode_t umask(mode_t cmask) 返回以前的文件模式创建屏蔽字，其中参数cmask是S_IRUSR等9个常量之一或按位或的结果。
说明：任何在文件模式创建屏蔽字中为1的位，在文件mode中的对应位一定被关闭。
8、chmod和fchmod函数：更改现有文件的访问权限
原型：#include<sys/stat.h>
int chmod(const char* pathname, mode_t mode);
int fchmod(int filedes, mode_t mode); 成功返回0,失败返回-1
mode可以使用的参数：1、上文的9个文件访问常量 2、S_IRWXU、S_IRWXG、S_IRWXO、S_ISUID（设置用户id）、S_ISGID（设置组id）、S_ISVTX（保存正位（粘住位））
9、粘住位：如果对一个目录设置了粘住位，则要更名和或删除该目录下的文件必须满足以下条件之一：拥有此文件;拥有此目录;是超级用户。 一般来说，/temp目录就设置了粘住位。
10、chown、fchown和lchown函数：可用于更改文件的用户id或组id
原型：#include <unistd.h>
int chown(const char* pathname, uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int filedes, uid_t owner, gid_t group);
int lchown(const char* pathname, uid_t owner, gid_t group); 成功返回0,失败返回-1 lchown:当是符号链接时，lchown改变符号链接本身的所有者，而不是该符号链接指向的文件。
若owner或 group参数的值为-1，则对应的值不变。
11、文件长度：stat结构成员st_size表示以字节为单位的文件长度。此字段只对普通文件、目录文件和符号链接有意义。 stat的st_blksize字段：文件IO较合适的块长度 st_blocks:实际512字节数量。
du -s core : 报告该文件的st_blocks值 wc -c core:用于统计文件中的字节数 （这一段讲述了关于文件空洞问题）
12、文件截短：
原型：#include<unistd.h> int truncate(const char* pathname, off_t length);
int ftruncate(int filedes, off_t length); 成功返回0,失败返回-1
将现有的文件长度截短为length长度，若length长于原来长度，则会产生空洞。
13、文件系统：i节点记录了文件的大部分信息：链接计数（stat的st_nlink成员）、文件类型、文件访问权限等等。只有两项信息放在目录项中：文件名和i节点编号。
两个目录想指向同一个i节点叫做硬链接（nlink_t）、符号链接（S_IFLNK）
14、link、unlink、remove和rename函数
创建一个指向现有文件的链接的方法是使用link函数：#include<unistd.h> int link(const char* existingpath, const char* newpath); 成功返回0,失败返回-1
此函数创建一个新目录项newpath，它引用现有的文件exitingpath（若已存在则报错）。 硬链接
为了删除一个目录项，可以调用unlink函数：#include<unistd.h> int unlink(const char* pathname); 成功返回0,失败返回-1
如果pathname是符号链接，unlink删除符号链接，不会删除引用文件。
我们可以用remove函数解除对一个文件或目录的链接：#include<stdio.h> int remove(const char* pathname); (对文件remove等价于unlink，对目录remove等价于rmdir，这个函数是ISO C指定的)
文件或目录用rename函数更名：#include<stdio.h> int rename(const char* oldname, const char* newname); 成功返回0,失败返回-1
15、符号链接： 硬链接的不足：1）链接和文件必须位于同一文件系统中;2）只有超级用户才能创建指向目录的硬链接 当使用以名字引用文件的函数时，应当了解该函数是否处理符号链接。
16、symlink和readlink函数：
symlink函数创建一个符号链接：#include<unistd.h> int symlink(const char* actualpath, const char* sympath); 创建指向actualpath的新目录项sympath，并不要求actualpath已经存在。
因为open函数跟随符号链接，所以要有一种方法打开该链接本身：#include<unistd.h> ssize_t readlink(const char* restrict pathname, char* restrict buf, size_t bufsize);
17、文件时间：st_atime:文件数据最后访问时间; st_mtime:文件数据最后修改时间; st_ctime：i节点状态最后更改时间。
18、utime函数：更改一个文件的访问和修改时间。
原型：#include<utime> int utime(const char* pathname, const struct utimbuf *times);
struct utimbuf{
time_t actime;
time_t modtime;
} times是NULL则设置当前时间。
19、mkdir和rmdir函数：创建目录和删除目录
原型：#include<sys/stat.h> int mkdir(const char* pathname, mode_t mode);
#include<unistd.h> int rmdir(const char* pathname); 用于删除一个空目录。
20、读目录：
#include<dirent.h>
DIR *opendir(const char* pathname); 返回值：若成功返回指针，若出错返回null
struct dirent *readdir(DIR* dp); 返回值：若成功返回指针，若出错返回null
void rewinddir(DIR* dp);
int closedir(DIR* dp); 返回值：若成功返回0，若出错返回-1
long telldir(DIR *dp); 返回值：与dp关联的目录中的当前位置
void seekdir(DIR* dp, long loc);
struct dirent{
ino_t d_ino;
char d_name[NAME_MAX + 1];
DIR结构是内部结构，上述6个函数用这个内部结构保存当前正被读的目录的有关信息。
}
注意：程序清单4-7用到了函数path_alloc()，但是程序中没定义，编译无法通过。我的解决方法是自己定义一个path_alloc()，简单方便。
char*path_alloc(int* size)
{
char *p = NULL;
if(!size) return NULL;
p = malloc(256);
if(p)
*size = 256;
else
*size = 0;
return p;
} 程序清单4-7用到了opendir，readdir，closedir。
21、chdir、fchdir和getcwd函数
进程通过调用chdir和fchdir函数可以更改当前工作目录：#include<unistd.h> int chdir(const char* pathname); int fchdir(int filedes); 这两个函数分别用pathname或打开的文件描述符来指定新的当前工作目录。 注意：当前工作目录是进程的一个属性，所以chdir函数不会影响别的进程。
#include<unistd.h> char* getcwd(char* buf, size_t size); 得到完整路径名。
22、设备特殊文件：（1）、系统中与每个文件名关联的st_dev值是文件系统的设备号，只有字符特殊文件和块特殊文件才有st_rdev值。
