LinuxC——2.文件属性

LinuxC——2.文件属性

0.❤️API

• stat、fstat、lstat
• umast
• chmod、fchmod
• chown、fchown、lchown
• link、unlink、remove、rename、symlink、readlink
• chdir、getcwd

1.🧡Linux的7种文件类型

• 普通文件-

  • 文本文件

    存放文字编码，文本编辑器打开后，进行翻译成文字

  • 二进制文件(机器码)

    存放执行二进制机器码，使用文本编辑器查看是乱码

  对于linux而言没有区别，至于文中数据由应用程序来解决

• 目录文件d

  目录是一种特殊文件，专门用于管理其他文件

• 字符设备文件c

  对接字符设备驱动，读取字符设备文件，是与字符设备驱动的交互

• 块设备b

  • 字符设备

    以字节为单位操作数据，比如鼠标、键盘、显示器

  • 块设备

    块设备数据非常大，提高读写，以1024为单位。比如电脑磁盘、移动硬盘

• Pipeline p

  管道文件，用于不同程序或进程的通信（使用一个管道文件进行交互）

• Socket s

  套接字文件

• 符号链接 l

  类似快捷图标

2.🧡基础知识

🤠使用file命令可查看文件类型，如file a.txt

• Linux可执行文件：ELF文件（Executable and Linkable Format）

• Windows可执行文件：PE文件（protable execute）

• Mac可执行文件：Mach-O文件（match object）

🤠strip a.out将这个a.out进行压缩，发布版本会进行压缩

3.💛stat、lstat、fstat

三个是兄弟函数，ls命令的底层是这个

🤠1. stat

• 获取文件属性信息

数据中转过程：

应用缓存<-内核缓存<-驱动程序<-块设备

• 函数原型

int stat(const char *path, struct stat *buf);

path: 路径名
struct stat {
	dev_t st_dev; // 块设备号
	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
	uid_t st_uid; // 文件所属用户id
	gid_t st_gid; // 文件所属组id
	dev_t st_rdev; // 字符设备id
	off_t st_size; // 文件大小
	blksize_t st_blksize; // 每次IO块大小
	blkcnt_t st_blocks; // 块索引
	
	// windows下文件时间也是这三种
	time_t st_atime; // 最后访问时间
	time_t st_mtime; // 最后修改时间
	time_t st_ctime; // 最后属性修改时间，如权限修改，文件所有者
}

制作一个my_ls

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

void print_error(char* str) {
        perror(str);
        exit(-1);
}
int main(int argc, char **argv) {
        int ret = 0;

        if(argc != 2) print_error("argc is wrong");


        struct stat s = {0};
        ret = stat(argv[1], &s);

        if(-1 == ret) {
                print_error("查看属性失败");
        }

        printf("%d %lu %d %ld %ld %ld\n", s.st_mode, s.st_nlink, s.st_gid,
                        s.st_uid, s.st_size, s.st_atime);
        return 9;
}

🤠2.st_mode

文件权限16位，3位设置位，其余是-rwxrwxrwx形式

使用&进行提取位，一个数&(1<<n)，得出这个的真值，所以，我们可以同理可写出

/* 打印文件类型 */
char file_type = '0';

if(S_ISLNK(s.st_mode)) file_type = 'l'; // link
else if(S_ISREG(s.st_mode)) file_type = '-'; // regular
else if(S_ISDIR(s.st_mode)) file_type = 'd'; // dictionary
else if(S_ISCHR(s.st_mode)) file_type = 'c'; // char
else if(S_ISBLK(s.st_mode)) file_type = 'b'; // block
else if(S_ISFIFO(s.st_mode)) file_type = 'p'; // pipe
else if(S_ISSOCK(s.st_mode)) file_type = 's'; // socket

putchar(file_type);

char buf[10] = { '\0' };
char tmp_buf[] = "rwxrwxrwx";
/* 
太复杂，采用下面的
if(s.st_mode & S_IRUSR) buf[0] = 'r';
else buf[0] = '-';
if(s.st_mode & S_IWUSR) buf[1] = 'w';
else buf[1] = '=';
*/
int i = 0;
for(i = 0; i <= 8; i++) {
if(s.st_mode & (1 << (8 - i))) buf[i] = tmp_buf[i];
	else buf[i] = '-';
}
printf("%s", buf);
putchar('\n');

权限在linux分16位，除了3位为信息位，1位为介绍属性位，其余12位代表用户、用户组、其他的权限

chmod a=rwx file # all
chmod u=rwx file # user
chmod g=rwx file # group
chmod o=rwx file # other
chmod a+x file # +代表增加权限
chmod a-w file # -代表减少权限

🤠3.lstat

• ln -s 命令

ln -s afile bfile
创建 afile 链接 bfile

• 介绍lstat

lstat与stat基本相同，我们发现使用ls的时候，链接文件的ls -a中间显示的是原文件，目的是调用了lstat函数，我们将上述的c文件的stat函数改为lstat，发现可以顺利解析link file。

ret = lstat(argv[1], &s);

// 解析运行
// 显示链接文件的状态
// 表名源码中的状态是调用了stat

🤠4.fstat

fstat与stat基本相同，相当于把path换为了文件描述符，通过fd进行查询文件属性

fd = open('xxx', O_RDWR)
ret = fstat(fd, &s);

4.💚Umask 和 truncate

🤠1.umask

open创建的一个问题

文件权限掩码，我们使用open函数创建一个文件，先通过掩码进行 & 掩码，掩码默认值为 2, 所以我们使用其他用户创建777权限，仅仅能得到775。

我们通过Umask进行修改文件掩码

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

int main() {
        int fd = 0;
        mode_t ret = 0;

        // 掩码改为0
        ret = umask(0);
        printf("old mask: %d\n", ret);


        fd = open("./new_file.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0777);
        if(-1 == fd) {
                perror("open fail\n");
                return 1;
        }
        return 0;
}

🤠2.truncate、ftruncate

截断函数，open的时候，指定O_TRUNC，如果有数据，会截断为0

truncate传的第一个参数是path，第二个是一个offsets

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

int main() {
        int fd = 0;
        mode_t ret = 0;

        truncate("new_file.txt", 10);

        return 0;
}

ftruncate进行fd的截断

fd = open("./new_file.txt", O_RDWR|O_CREAT, 0777);
ftruncate(fd, 5);

5.💙空洞文件

假设开辟一定空间，不去使用。进行动态开辟空间。

我们使用truncate和ftruncate进行制作空洞文件

1.使用open创建文件
2.使用truncate进行截断8000个字符

我们发现，使用ls查看有8000，但是使用du命令看实际大小，为0，这是一个动态开辟的空间。
块字符是进行使用空洞文件进行存储

6.💜文件系统索引

1.只要是一个系统，所有索引都是使用树形结构进行管理的。

2.文件在块设备怎么存储

• 自举区
• 超级区：块设备的分配和释放
• inode节点区：空间大小相同的i节点，每个节点存储文件属性信息，每个大小512(0.5k)，结构体中的st_dev
• 数据区：仅目录，链接文件、普通文件有数据，其余4个都没有数据。数据区每个分配4K字节

7.❤️link & unlink & remove & rename

int link(const char* oldpath, const char* newpath)

int unlink(const char* pathname)

进行硬链接（很easy，代码略），正确返回0，错误返回-1，errno被设置

int remove(const char* pathname)

删除文件，正确返回0，错误返回-1，errno被设置

int rename(const char* oldpath, const char* newpath)

重命名，正确返回0，错误返回-1，errno被设置

8.🧡符号连接 symlink & redline

1.硬链接，同一个文件有不同名字，指向同一个inode节点

2.符号链接（软链接）

• 2个文件，有自己的inode节点，指向文件名

3.不能给目录创建硬链接，可以创建符号链接

4.可以给符号链接创建硬连接

int symlink(const char* oldpath, const char* newpath)

创建一个符号连接，正确返回0，错误返回-1，errno被设置

int readlink(const char* path, char *buf, size_t bufsiz)

读取符号链接，正确返回0，错误返回-1，errno被设置

9.getcwd、chdir、mkdir、rmdir

int getcwd(char* buf, size_t size)

获取一个当前路径(pwd的实现)

Int chdir(char* buf)

更换到路径（类似cd命令）

int mkdir(const char* pathname, mode_t mode)

创建目录（mkdir命令）

int rmdir(const char* pathname)

删除目录(rmdir 命令)

10.opendir、readdir、chmod、fchm

DIR *opendir(const char *name)

打开目录

struct direct *readdir(Dir *dirp)

读取目录

chmod(const char* path, mode_t m)

修改权限

fchmod(int fd, mode_t m)

修改权限

struct dirent {
	ino_t d_ino; // 编号
	off_t d_off; // 偏移
	unsigned short d_reclen; // 目录项大小
	unsigned char d_type; // 文件类型
	char d_name[256]; // 文件名
}