1. 文件操作
include
1.4 chmod函数
include
- 1.4.5 返回值
1.5 chown函数
1.6 truncate函数
1.7 链接
1.8 rename函数
2. 目录操作
include
include
include
include
3. fcntl 函数
4. dup和dup2函数
5. 解决gcc编译过程中c99语法报错的问题
6. 索引节点inode

1. 文件操作

1.1 stat函数

1.1.1 作用

获取文件属性（从inode上获取）
e.g. stat aaa

1.1.2 头文件

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

1.1.3 函数声明
int stat(const char *pathname, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);

1.1.4 返回值
成功返回0，失败返回-1

1.1.5 文件属性(struct stat)

1.1.6 mode_t st_mode
该变量占 2byte 共 16位
- 掩码的使用：st_mode & 掩码
- st_mode与某类文件属性信息掩码做按位与操作，然后与宏比较，即可得到相应的信息
- 如果想获取文件属性信息，st_mode&掩码
  - e.g. st_mode & S_IFMT可以得到文件类型
- 如果看文件是否有哪个权限，st_mode&掩码&权限的掩码，然后看是否大于0
  - e.g. st_mode & S_IRWXU & S_IRUSR 可以看文件所有者是否有读权限
文件类型（12-15 bit）
- 掩码：S_IFMT 0170000 过滤 st_mode中除文件类型以外的信息
- S_IFSOCK 0140000 套接字
- S_IFLNK 0120000 符号链接（软链接）
- S_IFREG 0100000 普通文件
- S_IFBLK 0060000 块设备
- S_IFDIR 0040000 目录
- S_IFCHR 0020000 字符设备
- S_IFIFO 0010000 管道
特殊权限位（9-11 bit）很少用
- S_ISUID 0004000 设置用户ID
- S_ISGID 0002000 设置组ID
- S_ISVTX 0001000 黏住位

文件所有者权限（6-8 bit）
- 掩码：S_IRWXU 00700 过滤 st_mode中除文件所有者权限以外的信息
- S_IRUSR 00400 读权限
- S_IWUSR 00200 写权限
- S_IXUSR 00100 执行权限
所属组权限（3-5 bit）
- 掩码：S_IRWXG 00070 过滤 st_mode中除所属组权限以外的信息
- S_IRGRP 00040 读权限
- S_IWGRP 00020 写权限
- S_IXGRP 00010 执行权限
其他人权限（0-2 bit）
- 掩码：S_IRWXO 00007 过滤 st_mode中除其他人权限以外的信息
- S_IROTH 00004 读权限
- S_IWOTH 00002 写权限
- S_IXOTH 00001 执行权限
  1.1.7 特性
穿透（跟踪）软链接，读到的是软链接映射到的文件的属性信息

相当于用vim打开一个软链接，打开的是软链接指向的文件

1.1.8 练习：利用stat实现类似ls的功能

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char** argv)
{
  char **fn = argv;
  if(argc < 2)
  {
      printf("miss a parameter: ./a.out filename\n");
      exit(1);
  }
  struct stat st;
  int ret = stat(fn[1], &st);
  char ftmo[11] = {0};
  //获取文件类型和权限
  switch(st.st_mode & S_IFMT)
  {
      case S_IFSOCK: ftmo[0] = 's'; break;
      case S_IFLNK: ftmo[0] = 'l'; break;
      case S_IFREG: ftmo[0] = '-'; break;
      case S_IFBLK: ftmo[0] = 'b'; break;
      case S_IFDIR: ftmo[0] = 'd'; break;
      case S_IFCHR: ftmo[0] = 'c'; break;
      case S_IFIFO: ftmo[0] = 'p'; break;
  }
  //获取所有者权限
  ftmo[1] = (st.st_mode & S_IRWXU & S_IRUSR)?'r':'-';
  ftmo[2] = (st.st_mode & S_IRWXU & S_IWUSR)?'w':'-';
  ftmo[3] = (st.st_mode & S_IRWXU & S_IXUSR)?'x':'-';
  //获取组内权限
  ftmo[4] = (st.st_mode & S_IRWXG & S_IRGRP)?'r':'-';
  ftmo[5] = (st.st_mode & S_IRWXG & S_IWGRP)?'w':'-';
  ftmo[6] = (st.st_mode & S_IRWXG & S_IXGRP)?'x':'-';
  //获取其他人权限
  ftmo[7] = (st.st_mode & S_IRWXO & S_IROTH)?'r':'-';
  ftmo[8] = (st.st_mode & S_IRWXO & S_IWOTH)?'w':'-';
  ftmo[9] = (st.st_mode & S_IRWXO & S_IXOTH)?'x':'-'; 
  ftmo[10] = '.';
  //硬链接数目
  int linknum = st.st_nlink;
  //文件所有者
  char* uname = getpwuid(st.st_uid)->pw_name;    
  //文件所属组
  char* gname = getgrgid(st.st_gid)->gr_name;
  //文件大小
  size_t fsize = st.st_size;
  //文件日期
      //注意：ctime返回的字符串末尾有换行符，需要处理
  char* ftime = ctime(&st.st_ctime);
  ftime[strlen(ftime)-1] = 0;
  //文件名
  char* fname = fn[1];
  //格式化字符串
  char buf[100] = {0};
  sprintf(buf, "%s %d %s %s %d %s %s", 
          ftmo, linknum, uname, gname, fsize, ftime, fname);
  printf("%s\n", buf);
  return 0;
}

1.2 lstat函数

1.2.1 作用和头文件

同stat

1.2.2 函数声明
int lstat(const char *pathname, struct stat *buf);

1.2.3 特性
不穿透（跟踪）软链接，读到的是软链接的属性信息
相当于ls -l 和 rm，操作的是软链接的信息

1.3 access函数

1.3.1 作用
测试指定文件是否拥有某种权限

1.3.2 头文件
include

1.3.3 原型
int access(const char *pathname, int mode);

1.3.4 参数
pathname —> 文件名
mode —> 权限类别
- R_OK 是否有读权限
- W_OK 是否有写权限
- X_OK 是否有执行权限
- F_OK 测试一个文件是否存在
  1.3.5 返回值
0 —> 所有欲查核的权限都通过了检查
-1 —> 有权限被禁止

1.4 chmod函数

1.4.1 作用
改变文件的权限

1.4.2 头文件
#include <sys/stat.h>

1.4.3 原型
int chmod( const char *filename, int pmode );

1.4.4 参数
filename —> 文件名
pmode —> 权限
- 必须是一个8进制数
- 注：可以使用strtol函数将字符串转换为指定进制数 ‘0666’ -> 0666
  - include
  - long int strtol(const char nptr, char *endptr, int base); 其中endptr用于测试，可设为0
    1.4.5 返回值
0 —> 改变成功
-1 —> 失败

1.5 chown函数

1.5.1 作用
改变文件的所有者

1.5.2 头文件
#include <unistd.h>

1.5.3 原型
int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);

1.5.4 参数
其中uid 和 gid可以通过/etc/passwd获得
passwd文件应该怎么看
- man 5 passwd
  1.5.5 返回值
0 —> 成功
-1 —> 失败

1.6 truncate函数

1.6.1 作用
将参数path 指定的文件大小改为参数length 指定的大小。如果原来的文件大小比参数length大，则超过的部分会被删去。
扩展或截断一个文件
- 假设文件长度为100
- 第二个参数指定长度为20 ->文件被截断
- 第二个参数指定长度为300 -> 文件被拓展（空洞文件）
与lseek的主要区别是扩展时不需要写入内容

1.6.2 头文件
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

1.6.3 原型
int truncate(const char *path, off_t length);
path —> 文件路径
length —> 指定的文件大小

1.6.4 返回值
0 —> 执行成功
-1 —> 执行失败，需要写权限才能扩展文件大小

1.7 链接

1.7.1 link 函数
作用：创建一个硬链接
头文件：#include <unistd.h>
原型：int link(const char _oldpath, const char newpath);_

1.7.2 symlink 函数
作用：创建一个软连接
其他同link

1.7.3 readlink 函数
作用：读软链接对应的文件名，不是读内容
读非软链接会失败

1.7.4 unlink 函数
作用
- 删除一个文件的目录项并减少它的链接数，若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno。
- 如果想通过调用这个函数来成功删除文件，你就必须拥有这个文件的所属目录的写和执行权限。
头文件：#include <unistd.h>
声明：int unlink(const char *pathname);
使用
- 如果是软链接，删除软链接
- 如果是硬链接，硬链接数减1，当减为0时，释放数据块和inode
- 如果文件硬链接数为0，但有进程已打开该文件，并持有文件描述符，则等该进程关闭该文件时，kernel才真正去删除该文件
  - 利用该特性创建临时文件，先open或create创建一个文件，马上unlink此文件
  - 只是让文件具备了被释放的条件，不是真正释放，当占用该文件的所有进程使用结束关闭后才会释放
示例：使用unlink函数制作一个可以自动删除的临时文件。比如看视频时的缓存文件，看完视频以后自动删除。

1.8 rename函数

作用：文件重命名
头文件：stdio.h
函数原型：int rename(const char oldpath, const char newpath);

2. 目录操作

2.1 chdir 函数
作用：修改当前进程的路径，相当于cd 修改当前工作目录，改变程序中打开的路径
头文件：#include <unistd.h>
函数原型：int chdir(const char *path);

2.2 getcwd 函数
作用：获取当前进程的工作目录
头文件：#include <unistd.h>
函数原型：char *getcwd(char *buf, size_t size);
示例：在当前目录中运行程序，然后在进程中切换目录到上级目录并创建一个chdir.txt文件

2.3 mkdir 函数

作用：创建目录
头文件：#include <sys/stat.h> #include <sys/types.h>
函数原型：int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
注意：创建的目录需要有执行权限，否则无法进入目录

2.4 rmdir 函数
作用：删除一个空目录
头文件：#include <unistd.h>
函数原型：int rmdir(const char *pathname);

2.5 opendir 函数
作用：打开一个目录
头文件：#include <sys/types.h> #include <dirent.h>
函数原型：DIR *opendir(const char *name);
返回值
- 成功返回：DIR结构指针，该结构是一个内部结构，保存所打开的目录信息，作用类似于FILE结构
- 出错返回：NULL
  2.6 readdir 函数
作用：读目录
头文件：#include <dirent.h>
函数原型：struct dirent *readdir(DIR *dirp);
返回值

其中d_type：
- DT_BLK - 块设备
- DT_CHR - 字符设备
- DT_DIR - 目录
- DT_LNK - 软连接
- DT_FIFO - 管道
- DT_REG - 普通文件
- DT_SOCK - 套接字
- DT_UNKNOWN - 未知
-D_BSD_SOURCE 编译时添加宏定义
2.7 closedir 函数

作用：关闭目录
头文件：#include <sys/types.h> #include <dirent.h>
声明：int closedir(DIR *dirp);
小练习：使用opendir\readdir\closedir递归获取指定目录下的普通文件个数 ```c
include
include
include
include

int getFileNum(char root) { // 打开指定目录 DIR dir = opendir(root); if(dir == NULL) { perror(“opendir”); exit(0); }

// 递归读取当前目录的普通文件数目    
int total = 0;
char path[1024] = {0};
struct dirent* ptr = NULL;
while((ptr = readdir(dir)) != NULL)
{
    // 过滤掉. 和 ..目录
    if(strcmp(ptr->d_name, ".") == 0 || strcmp(ptr->d_name, "..") == 0)
    {
        continue;
    }
    // 如果当前读取到的是普通文件
    if(ptr->d_type == DT_REG)
    {
        total ++;
    }
    // 如果当前读取到的是目录
    if(ptr->d_type == DT_DIR)
    {
        // 把目录名存储下来，递归调用读取
        sprintf(path, "%s/%s", root, ptr->d_name);
        total += getFileNum(path);
    }
}
closedir(dir);
return total;

}

int main(int argc, char* argv[]) { // 获取指定目录下的普通文件数量 int total = getFileNum(argv[1]); // 打印输出 printf(“%s has file number: %d\n”, argv[1], total); return 0; }

```

3. fcntl 函数

作用：根据文件描述符来操作文件的状态
头文件：#include <fcntl.h>
函数原型
- int fcntl（int fd, int cmd）;
- int fcntl（int fd, int cmd, long arg）;
- int fcntl（int fd, int cmd, struct flock *lock）;
具体功能：
- 复制一个现有的描述符 — cmd
  - F_DUPFD
- 获得／设置文件描述符标记 — cmd
  - F_GETFD
  - F_SETFD
- 获得／设置文件状态标记 — cmd
  - F_GETFL——获取文件状态标记时，arg=0
    - 只读打开 O_RDONLY
    - 只写打开 O_WRONLY
    - 读写打开 O_RDWR
    - 执行打开 O_EXEC
    - 搜索打开目录 O_SEARCH
    - 追加写 O_APPEND
    - 非阻塞模式 O_NONBLOCK
  - F_SETFL——设置文件状态标记时，arg为arg|其他标识
    - 可更改的几个标识
    - O_APPEND
    - O_NONBLOCK
- 获得／设置异步I/O所有权 — cmd
  - F_GETOWN
  - F_SETOWN
- 获得／设置记录锁 — cmd
  - F_GETLK
  - F_SETLK
  - F_SETLKW
示例：改变已经打开的文件的属性
- 在文件打开过程中修改读写权限，如果不使用fcntl的话，必须先关闭文件，然后以新的权限打开文件。
- 打开文件的时候权限为只读；修改文件的只读权限为追加 O_APPEND，指针会自动移到尾部，在文件尾部添加

4. dup和dup2函数

作用：复制现有的文件描述符 —— 重定向文件描述符
头文件：#include <unistd.h>
声明：
- int dup(int oldfd);
- int dup2(int oldfd, int newfd);
使用：
- dup
  - 返回的是文件描述符表中没有占用的最小的文件描述符
- dup2
  - old 和new不是同一个文件描述符，如果new是一个被打开的文件描述符，在拷贝前先关闭new
  - old和new是同一个文件描述符，不会关掉new，直接返回old
    5. 解决gcc编译过程中c99语法报错的问题
~/.bashrc
alias gcc='gcc -std=gnu99'

6. 索引节点inode

保存的其实是实际的数据的一些信息，这些信息称为“元数据”(也就是对文件属性的描述)。例如：文件大小，设备标识符，用户标识符，用户组标识符，文件模式，扩展属性，文件读取或修改的时间戳，链接数量，指向存储该内容的磁盘区块的指针，文件分类等等。
注意数据分成：元数据+数据本身
注意inode怎样生成的：每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数，在格式化时就给定(现代OS可以动态变化)，一般每2KB就设置一个inode。一般文件系统中很少有文件小于2KB的，所以预定按照2KB分，一般inode是用不完的。所以inode在文件系统安装的时候会有一个默认数量，后期会根据实际的需要发生变化。
注意inode号：inode号是唯一的，表示不同的文件。其实在Linux内部的时候，访问文件都是通过inode号来进行的，所谓文件名仅仅是给用户容易使用的。当我们打开一个文件的时候，首先，系统找到这个文件名对应的inode号；然后，通过inode号，得到inode信息，最后，由inode找到文件数据所在的block，现在可以处理文件数据了。
inode和文件的关系：当创建一个文件的时候，就给文件分配了一个inode。一个inode只对应一个实际文件，一个文件也会只有一个inode。inodes最大数量就是文件的最大数量。
FILE* fp = open(“file”);

6. 文件和目录操作函数

1. 文件操作

1.1 stat函数

1.1.1 作用

1.1.2 头文件

1.1.3 函数声明

1.1.4 返回值

1.1.5 文件属性(struct stat)

1.1.6 mode_t st_mode

1.1.7 特性

1.1.8 练习：利用stat实现类似ls的功能

1.2 lstat函数

1.2.1 作用和头文件

1.2.2 函数声明

1.2.3 特性

1.3 access函数

1.3.1 作用

1.3.2 头文件

include

1.3.3 原型

1.3.4 参数

1.3.5 返回值

1.4 chmod函数

1.4.1 作用

1.4.2 头文件

1.4.3 原型

1.4.4 参数

include

1.4.5 返回值

1.5 chown函数

1.5.1 作用

1.5.2 头文件

1.5.3 原型

1.5.4 参数

1.5.5 返回值

1.6 truncate函数

1.6.1 作用

1.6.2 头文件

1.6.3 原型

1.6.4 返回值

1.7 链接

1.7.1 link 函数

1.7.2 symlink 函数

1.7.3 readlink 函数

1.7.4 unlink 函数

1.8 rename函数

2. 目录操作

2.1 chdir 函数

2.2 getcwd 函数

2.3 mkdir 函数

2.4 rmdir 函数

2.5 opendir 函数

2.6 readdir 函数

2.7 closedir 函数

include

include

include

include

3. fcntl 函数

4. dup和dup2函数

5. 解决gcc编译过程中c99语法报错的问题

6. 索引节点inode