【APUE】文件和目录

本文章将描述文件系统的其他特性和文件的性质。
1 stat、fstat、和lstat函数
    获取文件的信息结构
    #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，失败返回-1

    stat函数获取与此命名文件有关的信息结构
    fstat函数获取在描述符filedes上打开的文件的有关的信息
    lstat与stat类似，但是当命名文件是一个符号链接的时候，lstat返回此符号连接的信息，而不是此符号连接所指向的文件的信息
    以下是stat结构体的结构
    struct stat {
        mode_t         st_mode;    // 文件类型和权限
        ino_t         st_ino;        // 文件的inode号
        dev_t        st_dev;        // 设备号
        dev_t        st_rdev;    // 特殊设备文件号
        nlink_t        st_nlink;    // 链接数
        uid_t        st_uid;        // 用户ID号
        gid_t        st_gid;        // 用户属组ID号
        off_t        st_size;    // 普通文件对应的文件字节数
        time_t        st_atime;    // 文件最后被访问的时间
        time_t         st_mtime;    // 文件最后被修改的时间
        time_t        st_ctime;    // 文件状态最后被修改的时间
        blksize_t    st_blksize;    // 文件内容对应的块大小
        blkcnt_t    st_blocks;    // 文件内容对应的块数量
    };
2 文件类型
    文件类型包括以下几种：
    (1)普通文件：最常见的类型，包含了某种形式的数据。
    (2)目录文件：包含了其他文件的名字以及指向与这些文件有关的信息的指针。
    (3)块特殊文件：这种类型的文件可以提供对设备带缓冲的访问(磁盘)。
    (4)字符特殊文件：这种类型的文件提供对设备不带缓冲的访问。
    (5)FIFO：这种类型的文件用于进程间通信，有时将其称为命名管道。
    (6)套接字：这种类型的文件用于进程间的网络通信。
    (7)符号链接：这种文件类型指向一个文件。
    文件类型的信息保存在stat结构体的st_mode中，可以通过以下宏确定文件的类型
        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
    POSIX.1允许实现进程间对象（IPC）。以下宏可以确定IPC对象的类型，这些宏的参数是指向stat结构的指针
        S_TYPEISMQ    //消息队列
        S_TYPEISSEM    //信号量
        S_TYPEISSHM    //共享存储对象
3 用户ID和组ID
    一个进程通常包含多个ID
    实际用户ID和实际组ID标识我们究竟是谁，这两个字段在登录的时候取自口令文件中的登录项。
    有效用户ID、有效组ID以及附加组ID决定了我们的文件访问权限。
    保存的设置用户ID和保存的组ID在执行一个程序时包含了有效用户ID和组有效组ID的副本。
    在stat函数中，设置用户ID位及设置组ID位都包含在st_mode值中。可以用S_ISUID()和S_ISGID()来测试。
2.4 文件的访问权限
    所有的文件类型的文件都有访问权限(access Permission)
    每个文件都有9个访问权限
    S_IRUSR    //用户-读
    S_IWUSR    //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
    我们用名字打开任一类型的文件时，对该名字中包含的每一个目录，包括它可能隐含的当前工作目录都应具有执行权限。
    这就是为什么对于目录其执行权限位常被称为搜索位的原因。
    进程在每次打开，创建和删除一个文件的时候，内核就进行文件访问权限的测试：
    1.若进程的有效用户ID是0,则允许访问。
    2.若进程的有效用户ID等于文件的所有者ID，那么，若所有者适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。
    3.若进程的有效组ID或进程的附加组ID之一等于文件的组ID，那么，若所有者适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。
    4.若其他用户适当的访问权限位被设置，则允许访问，否则拒绝访问。
5 access函数
    按实际的用户ID和实际组ID进行访问权限测试
    #include <unistd.h>
    int access(const char *pathname, int mode);
    //成功返回0,失败返回-1
6 umask函数
    为进程设置文件模式创建屏蔽字
    #include <sys/stat.h>
    mode_t umask(mode_t cmask);
    //返回以前的文件模式创建屏蔽字，没有出错返回
    cmask是9个访问权限位
7 chmod和fchmod函数
    改变文件的访问权限
    #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
8 粘住位
    S_ISVTX位在早期的UNIX尚未使用分页技术的早期版本中，被该位被称之为粘住位，当程序运行结束的时候，
    其程序的正文部分的一个副本仍被保存在交换区内，下一次执行该程序的时候，可以较快的装入内存。
    现今的粘住位称为保存正文位，如果对一个目录设置了粘住位，则只有满足以下条件之一，才可将其删除:
        1.拥有此文件
        2.拥有此目录
        3.是超级用户
9 chown、fchown和lchown
    用于更改文件的用户ID和组ID
    #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
10 文件长度
    在unix环境下，文件长度只是文件的一个属性，并不表征占用多少磁盘空间
    stat结构成员st_size表示以字节文单位的文件长度，此字段只针对与普通文件，目录文件和符号链接有意义。
11 文件截短
    在文件尾端处截去一些数据以缩短文件。
    #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
    以上两个函数是把现有的文件截短为length字节。
12 link、unlink、remove和rename
    #include <unistd.h>
    int link(const char *existingpath, const char *newpath);
    //创建一个指向现有文件的链接
    int unlink(const char *pathname);
    //删除一个现有的目录项
    int remove(const char *pathname);
    //解除对一个文件或目录的链接
    int rename(const char *oldname, const char *newname);
    //对文件或目录改名
13 symlink和readlink函数
    操作符号链接
    #include <unistd.h>
    int symlink(const char *actualpath, const char *sympath);
    //创建一个符号链接
    ssize_t readlink(const char * restrict pathname, char * restrict buf, size_t bufsize);
    //读取一个符号链接
14 文件的时间
    对每个文件保持三个时间字段
    st_atime    //文件数据的最后访问时间(read)
    st_mtime    //文件数据的最后修改时间(write)
    st_ctime    //i节点状态的最后更改时间(chmod, chown)
    unix不记录文件的创建时间
15 utime函数
    修改一个文件的访问和修改时间
    #include <utime.h>
    int utime(const char *pathname, const struct utimbuf *time);
    
    struct utimbuf{
        time_t actime;
        time_t modtime;
    };
16 mkdir和rmdir函数
    创建和删除目录
    #include <sys/stat.h>
    int mkdir(const char * pathname, mode_t mode);
    int rmdir(const char * pathname);//只能删除空目录，目录中只包括.和..
17 读目录
    #include <dirent.h>
    DIR *opendir(const char *pathname);
    //成功返回指针，失败返回NULL
    struct dirent *readdir(DIR *dp);
    //成功返回指针，若在目录结尾或者出错返回NULL
    void rewinddir(DIR *dp);
    int closedir(DIR *dp);
    //成功返回0,失败返回-1
    long telldir(DIR *dp);
    //返回与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];
    };
18 chdir、fchdir和getcwd
    更改当前工作目录
    #include <unistd.h>
    int chdir(const char *pathname);
    int fchdir(int filedes);
    //成功返回0, 失败返回-1

    获取当前工作目录的完整的绝对路径名
    #include <unistd.h>
    char * getcwd(char *buf, size_t size);
    //成功返回buf， 失败返回NULL