Linux基础知识：文件权限管理以及umask

1 文件/目录的权限

1.1 文件的权限

每个文件都有其所有者(u:user)、所属组(g:group)和其他人(o:other)对它的操作权限，a:all则同时代表这3者。权限包括读(r:read)、写(w:write)、执行(x:execute)。在不同类型的文件上读、写、执行权限的体现有所不同，所以目录权限和普通文件权限要区分开来。

在普通文件上：

r：可读，可以使用类似cat等命令查看文件内容；读是文件的最基本权限，没有读权限，普通文件的一切操作行为都被限制。

w：可写，可以编辑此文件；

x：可执行，表示文件可由特定的解释器解释并运行。可以理解为windows中的可执行程序或批处理脚本，双击就能运行起来的文件。

在目录上：

r：可以对目录执行ls以列出目录内的所有文件；读是文件的最基本权限，没有读权限，目录的一切操作行为都被限制。

w：可以在此目录创建或删除文件/子目录；

x：可进入此目录，可使用ls -l查看文件的详细信息。可以理解为windows中双击就进入目录的动作。

如果目录没有x权限，其他人将无法查看目录内文件属性(只能查看到文件类型和文件名，至于为什么，见后文)，所以一般目录都要有x权限。而如果只有执行却没有读权限，则权限拒绝。

一般来说，普通文件的默认权限是644(没有执行权限)，目录的默认权限是755(必须有执行权限，否则进不去)，链接文件的权限是777。当然，默认文件的权限设置方法是可以通过umask值来改变的。

1.2 权限的表示方式

权限的模式有两种体现：数字体现方式和字符体现方式。

权限的数字表示："-"代表没有权限,用0表示。

                r-----4

                w-----2

                x-----1

例如：rwx rw- r--对应的数字权限是764，732代表的权限数值表示为rwx -wx -w-。

1.3 chmod修改权限

能够修改权限的人只有文件所有者和超级管理员。

chmod [OPTION]... MODE[,MODE]... FILE...
chmod [OPTION]... num_mode FILE...
chmod [OPTION]... --reference=RFILE FILE...

选项说明：
--reference=RFILE：引用某文件的权限作为权限值
-R：递归修改，只对当前已存在的文件有效

(1). 使用数值方式修改权限

shell> chmod 755 /tmp/a.txt

(2). 使用字符方式修改权限

由于权限属性附在文件所有者、所属组和其它上，它们三者都有独立的权限位，所有者使用字母"u"表示，所属组使用"g"来表示，其他使用"o"来表示，而字母"a"同时表示它们三者。所以使用字符方式修改权限时，需要指定操作谁的权限。

chmod [ugoa][+ - =] [权限字符] 文件/目录名

"+"是加上权限，"-"是减去权限，"="是直接设置权限

[root@xuexi tmp]# chmod u-x,g-x,o-x test        # 将ugo都去掉x权限，等价于chmod -x test
[root@xuexi tmp]# chmod a+x test                # 为ugo都加上x权限，等价于chmod +x test

1.4 chgrp

更改文件和目录的所属组，要求组已经存在。

注意，对于链接文件而言，修改组的作用对象是链接的源文件，而非链接文件本身。

chgrp [OPTION]... GROUP FILE...
chgrp [OPTION]... --reference=RFILE FILE..

选项说明：
-R：递归修改
--reference=dest_file  file_list：引用某文件的group作为文件列表的组,即将file文件列表的组改为dest_file的组

1.5 chown

chown可以修改文件所有者和所属组。

注意，对于链接文件而言，默认不会穿过链接修改源文件，而是直接修改链接文件本身，这和chgrp的默认是不一样的。

chown [OPTION]... [OWNER][:[GROUP]] FILE...
chown [OPTION]... [OWNER][.[GROUP]] FILE...
chown [OPTION]... --reference=RFILE FILE...

选项说明：
--from=CURRENT_OWNER:CURRENT_GROUP：只修改当前所有者或所属组为此处指定的值的文件
--reference=RFILE：引用某文件的所有者和所属组的值作为新的所有者和所属组
-R：递归修改。注意，当指定-R时，且同时指定下面某一个选项时对链接文件有不同的行为
       -H：如果chown的文件参数是一个链接到目录的链接文件，则穿过此链接文件修改其源目录的所有者和所属组
       -L：目录中遇到的所有链接文件都穿越过去，修改它们的源文件的所有者和所属组
       -P：不进行任何穿越，只修改链接文件本身的所有者和所属组。(这是默认值)
       这3项若同时指定多项时，则最后一项生效

chown指定所有者和所属组的方式有两种，使用冒号和点。

shell> chown root.root test
shell> chown root:root test
shell> chown root test     # 只修改所有者
shell> chown :root test    # 自修改组
shell> chown .root test

2 实现权限的本质

涉及文件系统的知识点，若不理解，可以先看看文件系统的内容。此处是以ext4文件系统为例的，在其他文件系统上结果可能会有些不一样(centos 7上使用xfs文件系统时结果可能就不一样)，但本质是一样的。

不同的权限表示对文件具有不同能力，如读写执行(rwx)权限，但是它是怎么实现的呢？描述文件权限的数据放在哪里呢？

首先，权限的元数据放在inode中，严格地说是放在inode table中，因为每个块组的所有inode组成一个inode table。在inode table中使用一列来存放数字型的权限，比如某文件的权限为644。每次用户要对文件进行操作时系统都会先查看权限，确认该用户是否有对应的权限来执行操作。当然，inode table一般都已经加载到内存中，所以每次查询权限的资源消耗是非常小的。

无论是读、写还是执行权限，所体现出来的能力究其本质都是因为它作用在对应文件的data block上。

2.1 读权限(r)

对普通文件具有读权限表示的是具有读取该文件内容的能力，对目录具有读权限表示具有浏览该目录中文件或子目录的能力。其本质都是具有读取其data block的能力。

对于普通文件而言，能够读取文件的data block，而普通文件的data block存储的直接就是数据本身， 所以对普通文件具有读权限表示能够读取文件内容。

对于目录文件而言，能够读取目录的data block，而目录文件的data block存储的内容包括但不限于：目录中文件的inode号(并非直接存储，而是存储指向inode table中该inode号的指针)以及这些文件的文件类型、文件名。所以能够读取目录的data block表示仅能获取到这些信息。

目录的data block内容示例如下：

例如：

shell> mkdir -p /mydata/data/testdir/subdir     # 创建testdir测试目录和其子目录subdir
shell> touch /mydata/data/testdir/a.log        # 再在testdir下创建一个普通文件
shell> chmod 754 /mydata/data/testdir        # 将testdir设置为对其他人只有读权限

然后切换到普通用户查看testdir目录的内容。

shell> su - wangwu

shell> ll -ai /mydata/data/testdir/
ls: cannot access /mydata/data/testdir/..: Permission denied
ls: cannot access /mydata/data/testdir/a.log: Permission denied
ls: cannot access /mydata/data/testdir/subdir: Permission denied
ls: cannot access /mydata/data/testdir/.: Permission denied
total 0
? d????????? ? ? ? ?            ? .
? d????????? ? ? ? ?            ? ..
? -????????? ? ? ? ?            ? a.log
? d????????? ? ? ? ?            ? subdir

从结果中看出，testdir下的文件名和文件类型是能够读取的，但是其他属性都不能读取到。而且也读取不到inode号，因为它并没有直接存储inode号，而是存储了指向Inode号的指针，要定位到指针的指向需要执行权限。

2.2 执行权限(x)

执行权限表示的是能够执行。如何执行？执行这个词不是很好解释，可以简单的类比Windows中的双击行为。例如对目录双击就能进入到目录，对批处理文件双击就能运行(有专门的解释器解释)，对可执行程序双击就能运行等。

当然，读权限是文件的最基本权限，执行权限能正常运行必须得配有读权限。

对目录有执行权限，表示可以通过目录的data block中指向文件inode号的指针定位到inode table中该文件的inode信息，所以可以显示出这些文件的全部属性信息。

2.3 写权限(w)

写权限很简单，就是能够将数据写入分配到的data block。

对目录文件具有写权限，表示能够创建和删除文件。目录的写操作实质是能够在目录的data block中创建或删除关于待操作文件的记录。它要求对目录具有执行权限，因为无论是创建还是删除其内文件，都需要将其data block中inode号和inode table中的inode信息关联或删除。

对普通文件具有写权限，实质是能够改写该文件的data block。

还是要说明的是，对文件有写权限不代表能够删除该文件，因为删除文件是要在目录的data block中删除该文件的记录，也就是说删除权限是在目录中定义的。

 

所以，对目录文件和普通文件而言，读、写、执行权限它们的依赖关系如下图所示。

3 umask说明

umask值用于设置用户在创建文件时的默认权限。对于root用户(实际上是UID小于200的user)，系统默认的umask值是022；对于普通用户和系统用户，系统默认的umask值是002。

默认它们的设置是写在/etc/profile和/etc/bashrc两个环境配置文件中。

shell> grep -C 5 -R 'umask 002'  /etc | grep 'umask 022'  
/etc/bashrc-       umask 022
/etc/csh.cshrc-    umask 022
/etc/profile-      umask 022

相关设置项如下：

if [ $UID -gt 199 ] && [ "`id -gn`" = "`id -un`" ]; then
   umask 002
else
   umask 022
fi

执行umask命令可以查看当前用户的umask值。

[root@xuexi tmp]# umask
0022

[longshuai@xuexi tmp]$ umask
0002

执行umask num可以临时修改umask值为num，但这是临时的，要永久有效，需要写入到环境配置文件中，至于写入到/etc/profile、/etc/bashrc、~/.bashrc还是~/.bash_profile中，看你自己的需求了。不过一般来说，不会去永久修改umask值，只会在特殊条件下临时修改下umask值。

umask是如何决定创建文件的默认权限的呢？

如果创建的是目录，则使用777-umask值，如root的umask=022，则root创建目录时该目录的默认权限为777-022=755，而普通用户创建目录时，权限为777-002=775.

如果创建的是普通文件，在Linux中，深入贯彻了一点：文件默认不应该有执行权限，否则是危险的。所以在计算时，可能会和想象中的结果不一样。如果umask的三位都为偶数，则直接使用666去减掉umask值，因为6减去一个偶数还是偶数，任何位都不可能会有执行权限。如root创建普通文件时默认权限为666-022=644，而普通用户创建普通文件时默认权限为666-002=664。

如果umask值某一位为奇数，则666减去umask值后再在奇数位上加1。如umask=021时，创建文件时默认权限为666-021=645，在奇数位上加1，则为646。

[longshuai@xuexi tmp]$ umask 021
[longshuai@xuexi tmp]$ touch b.txt
[longshuai@xuexi tmp]$ ls -l b.txt
-rw-r--rw- 1 longshuai longshuai 0 Jun  7 12:02 b.txt

总之计算出后默认都是没有执行权限的。