3 文件和目录

3.1 stat、fstat、lstat 函数

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

//三个函数的返回：若成功则为 0，若出错则为-1
int stat(const char *pathname, struct stat *buf) ;
int fstat(int filedes,struct stat * buf) ;
int lstat(const char *pathname, struct stat * buf) ;

        给定一个pathname，stat函数返回一个与此命名文件有关的信息结构， fstat函数获得已在描述符filedes上打开的文件的有关信息。lstat函数类似于stat，但是当命名的文件是一个符号连接时， lstat返回该符号连接的有关信息，而不是由该符号连接引用的文件的信息。

struct stat 
{
    mode_t  st_mode;      /* file type & mode(permissions) */
    ino_t   st_ino;       /* i-node number (serial number) */
    dev_t   st_dev;       /* device number (filesystem) */
    dev_t   st_rdev;      /* device number for special files */
    nlink_t st_nlink      /* number of links */
    uid_t   st_uid;       /* user id of owner */
    gid_t   st_gid;       /* group id of owner */
    off_t   st_size;      /* size in bytes, for regular files */
    time_t  st_atime;     /* time of last access */
    time_t  st_mtime;     /* time of last modification */
    time_t  st_ctime;     /* timer of last file status change */
    long    st_blksize;   /* best I/O block size */
    long    st_blocks;    /* number of 512-byte block allocated */
}

3.2 文件类型

（1）普通文件(regular file)。这是最常见的文件类型，这种文件包含了某种形式的数据。

（2）目录文件(directory file)。这种文件包含了其他文件的名字以及指向与这些文件有关信 息的指针。对一个目录文件具有读许可权的任一进程都可以读该目录的内容，但只有内核可以写目录文件。

（3）字符特殊文件(character special file)。这种文件用于系统中某些类型的设备。

（4）块特殊文件(block special file)。这种文件典型地用于磁盘设备。系统中的所有设备或者 是字符特殊文件，或者是块特殊文件。

（5）FIFO。这种文件用于进程间的通信，有时也将其称为命名管道。

（6）套接字(socket )。这种文件用于进程间的网络通信。套接口也可用于在一台宿主机上的 进程之间的非网络通信。

（7）符号连接(symbolic link)。这种文件指向另一个文件。

宏确定文件类型：

3.3 文件存储许可权

        st_mode值也包含了对文件的存取许可权位。每个文件有9个存取许可权位，可将它们分成三类：

3.4 access函数

        access函数是按实际用户ID和实际组ID进行存取许可权测试的。

#include <unistd.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int access(const char *pathname, int mode) ;

其中，mode是表中所列常数的逐位或运算。

3.5 umask函数

        umask函数为进程设置文件方式创建屏蔽字，并返回以前的值。

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

//返回：以前的文件方式创建屏蔽字
mode_t umask(mode_t cmask) ;

3.6 chmod和fchmod函数

        这两个函数使我们可以更改现存文件的存取许可权。

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

//两个函数返回：若成功则为0，若出错则为-1
int chmod(const char * pathname, mode_t mode) ;
int fchmod(int filedes, mode_t mode) ;

chmod函数在指定的文件上进行操作，而fchmod函数则对已打开的文件进行操作。

3.7 chown, fchown和lchown函数

        chown函数可用于更改文件的用户ID和组ID.

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

//三个函数返回：若成功则为 0，若出错则为-1
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) ;

除了所引用的文件是符号连接以外，这三个函数的操作相类似。在符号连接情况下， lchown更 改符号连接本身的所有者，而不是该符号连接所指向的文件。

3.8 文件长度

        stat结构的成员st_size包含了以字节为单位的该文件的长度。此字段只对普通文件、目录文件和符号连接有意义。

        对于普通文件，其文件长度可以是0，在读这种文件时，将得到文件结束指示。

        对于目录，文件长度通常是一个数，例如16或512的整倍数。

        对于符号连接，文件长度是在文件名中的实际字节数。

3.9 文件截短

        有时我们需要在文件尾端处截去一些数据以缩短文件。将一个文件的长度截短为0是一个 特例，用O_TRUNC标志可以做到这一点。为了截短文件可以调用函数 truncate和ftruncate。

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

//两个函数返回；若成功则为 0，若出错则为-1
int truncate(const char *pathname, off_t length) ;
int ftruncate(int filedes, off_t length) ;

        这两个函数将由路径名 pathname或打开文件描述符 filedes指定的一个现存文件的长度截短为 length。如果该文件以前的长度大于 length，则超过length以外的数据就不再能存取。如果以前的长度短于length，则其后果与系统有关。如果某个实现的处理是扩展该文件，则在以前的文件尾端和新的文件尾端之间的数据将读作0。

3.10 文件系统

        可以把一个磁盘分成一个或多个分区。每个分区可以包含一个文件系统。

 i节点是固定长度的记录项，它包含有关文件的信息。

        如果在忽略自举块和超级块情况下更仔细地观察文件系统，则可以得到下图中所示的情况。

 3.11 link,unlink,remove和rename函数

        任何一个文件可以有多个目录项指向其 i节点。创建一个向现存文件连接的方法是使用link函数。

#include <unistd.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int link(const char *existingpath, const char * newpath) ;

此函数创建一个新目录项newpath，它引用现存文件existingpath。如若newpath已经存在，则返 回出错。

        为了删除一个现存的目录项，可以调用unlink函数。

#include <unistd.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int unlink(const char *pathname) ;

此函数删除目录项，并将由pathname所引用的文件的连接计数减1。如果该文件还有其他连接， 则仍可通过其他连接存取该文件的数据。如果出错，则不对该文件作任何更改。

        可以用 remove函数解除对一个文件或目录的连接。对于文件， remove的功能与 unlink相同。对于目录，remove的功能与rmdir相同。

#include <stdio.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int remove(const char *pathname) ;

        文件或目录用rename函数更名。

#include <stdio.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int rename(const char * oldname, const char * newname) ;

3.12 符号链接

        符号连接是对一个文件的间接指针，它与上一节所述的硬连接有所不同，硬连接直接指向文件和目录的i节点。引进符号连接的原因是为了避免硬连接的一些限制：

1. 硬连接通常要求连接和 文件位于同一文件系统中。
2. 只有超级用户才能创建到目录的硬连接。对符号连接以及它指 向什么没有文件系统限制，任何用户都可创建指向目录的符号连接。符号连接一般用于将一个 文件或整个目录结构移到系统中其他某个位置。

3.13 symlink和readlink函数

        symlink函数创建一个符号连接。

#include <unistd.h>

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int symlink(const char * actualpath, const char * sympath) ;

        readlink函数提供了一种方法打开该连接本身，并读该连接中的名字。

#include <unistd.h>

//返回：若成功则为读的字节数，若出错则为- 1
int readlink(const char * pathname, char * buf, int bufsize) ;

3.14 文件的时间

        每个文件保持有三个时间字段。

3.15 utime函数

        一个文件的存取和修改时间可以用utime函数更改。

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

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int utime(const char * pathname, const struct utimbuf * times) ;

此函数所使用的结构是：

struct utimbuf {
time_t actime; /*access time*/
time_t modtime; /*modification time*/
}

3.16 mkdir和rmdir函数

        用mkdir函数创建目录，用rmdir函数删除目录。

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

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int mkdir(const char * pathname, mode_t mode) ;

//返回：若成功则为0，若出错则为- 
int rmdir(const char * pathname) ;

3.17 读目录

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

//返回：若成功则为指针，若出错则为NULL
DIR *opendir(const char * pathname) ;

//返回：若成功则为指针，若在目录尾或出错则为NULL
struct dirent *readdir(DIR * dp) ;

void rewinddir(DIR * dp) ;

//返回：若成功则为0，若出错则为-1
int closedir(DIR * dp) ;

定义在头文件<dirent.h>中的dirent结构与实现有关。这个结构至少包含 下列两个成员：

struct dirent {
ino_t d_ino; /*i-node number*/
char d_name[NAME_MAX + 1]; /*null-terminated filename*/
}