APUE 文件、目录、硬链接软链接等

朱雀 2022-06-17 03:15 247阅读 0赞

## （一）文件的状态 ##

主要通过`stat`函数获取文件状态，文件通过`pathname`获取，而返回的信息通过一个`struct stat*`得到，

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

区别在与Path给出了文件的目录，Fd表示已经打开的文件。

该结构体如下：

struct stat {
        dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file */
        ino_t     st_ino;     /* inode number */
        mode_t    st_mode;    /* protection */
        nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links */
        uid_t     st_uid;     /* user ID of owner */
        gid_t     st_gid;     /* group ID of owner */
        dev_t     st_rdev;    /* device ID (if special file) */
        off_t     st_size;    /* total size, in bytes */
        blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
        blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated */
        time_t    st_atime;   /* time of last access */
        time_t    st_mtime;   /* time of last modification */
        time_t    st_ctime;   /* time of last status change */
    };

常用的st\_mode，以前知道可以获取到文件的访问权限，其实，该成员还能获取文件的类型：  
比如有普通文件、目录文件等等。

S_IFMT     0170000  // bit mask for the file type bit fields
    S_IFSOCK   0140000  // socket
    S_IFLNK    0120000  // symbolic link
    S_IFREG    0100000  // regular file
    S_IFBLK    0060000  // block device
    S_IFDIR    0040000  // directory
    S_IFCHR    0020000  // character device
    S_IFIFO    0010000  // FIFO
    S_ISUID    0004000  // set-user-ID bit
    S_ISGID    0002000  // set-group-ID bit (see below)
    S_ISVTX    0001000  // sticky bit (see below)
    S_IRWXU    00700    // mask for file owner permissions
    S_IRUSR    00400    // owner has read permission
    S_IWUSR    00200    // owner has write permission
    S_IXUSR    00100    // owner has execute permission
    S_IRWXG    00070    // mask for group permissions
    S_IRGRP    00040    // group has read permission
    S_IWGRP    00020    // group has write permission
    S_IXGRP    00010    // group has execute permission
    S_IRWXO    00007    // mask for permissions for others (not in group)
    S_IROTH    00004    // others have read permission
    S_IWOTH    00002    // others have write permission
    S_IXOTH    00001    // others have execute permission

对于文件权限，可以使用`S_IRGRP|S_IROTH|S_IRUSR|S_IWUSR`，也可以使用八进制如`0644`

### 一个示例 ###

#include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <errno.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <unistd.h>
    #include <time.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <assert.h>
    
        int main(int argc, char *argv[])
    {
        const char * const PATHNAME = "/home/zhangxiao/zxtest/pipe/myfifo";//关联的路径名
        struct stat sb1;
        struct stat sb;
    
    
    
        int fd= socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        assert(fd>0);
        if (fstat(fd, &sb) == -1) {
        perror("stat");
        exit(EXIT_FAILURE);
        }
      if (stat(PATHNAME, &sb1) == -1) {
        perror("stat");
        exit(EXIT_FAILURE);
        }
    
        printf("fd1 File type:                ");
        switch (sb.st_mode & S_IFMT) {
        case S_IFBLK:  printf("block device\n");            break;
        case S_IFCHR:  printf("character device\n");        break;
        case S_IFDIR:  printf("directory\n");               break;
        case S_IFIFO:  printf("FIFO/pipe\n");               break;
        case S_IFLNK:  printf("symlink\n");                 break;
        case S_IFREG:  printf("regular file\n");            break;
        case S_IFSOCK: printf("socket\n");                  break;
        default:       printf("unknown?\n");                break;
        }
        printf("fd2 File type:                ");
        switch (sb1.st_mode & S_IFMT) {
        case S_IFBLK:  printf("block device\n");            break;
        case S_IFCHR:  printf("character device\n");        break;
        case S_IFDIR:  printf("directory\n");               break;
        case S_IFIFO:  printf("FIFO/pipe\n");               break;
        case S_IFLNK:  printf("symlink\n");                 break;
        case S_IFREG:  printf("regular file\n");            break;
        case S_IFSOCK: printf("socket\n");                  break;
        default:       printf("unknown?\n");                break;
        }
    
        return 0;
    
    }

结果如下：  
![这里写图片描述][SouthEast]

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## （二）文件系统 ##

几个关键的概念，inode节点，链接计数，硬链接，符号链接(软链接)等

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个”块”（block）。这种由多个扇区组成的”块”，是文件存取的最小单位。”块”的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。

文件数据都储存在”块”中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为”索引节点”。

inode包含文件的元信息：

* 文件的字节数
    　* 文件拥有者的User ID
    　* 文件的Group ID
    　* 文件的读、写、执行权限
    　* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。
    　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode
    　* 文件数据block的位置

除了文件的存储位置以外，其他的属性与`stat`返回的结果类似。

### （1）普通文件 ###

而同一个inode节点可能有多个指向他的目录项，这就增加了其链接计数，这就是所谓的**硬链接**，其工作原理有点像`shared_ptr`

PS:目录块中的目录项，包括inode节点编号和文件名。

另外一种链接叫做**软链接**也叫**符号链接**，符号链接文件的实际内容，包含了该符号链接所指向的文件的名字，符号链接就像是普通指针，保存对象的地址。  
因此，软链接不能脱离他链接的对象而存在。

### （2）目录 ###

对于一个empty目录来说，他的链接计数至少为2，这个数字的怎么来的呢？  
首先，对于任何一个空的文件夹来说，他至少包含`./` 和`../`，其中一个链接计数来自于此，  
另外，命名该目录（例如empty）的目录项也会为链接计数贡献一点。

如果一个目录中至少包含一个目录，那么他的链接技术至少为3，其实也很好理解，除了上述的2以外，在其子目录中的`../`目录项也会为其链接计数贡献一点。

### （3）硬链接和软链接设置与查看 ###

现在知道了概念， 那么怎么设置和查看硬链接和软链接？

#### **设置硬链接** ####

ln a b

#### **设置软链接** ####

ln -s a b

#### **查看硬链接** ####

先通过`ls -i`找到inode节点号，再用`find`  
![这里写图片描述][SouthEast 1]

#### **查看软链接** ####

直接`ls -l`  
![这里写图片描述][SouthEast 2]

## （三） 参考 ##

1.APUE  
2.Linux man

[SouthEast]: /images/20220617/305cf1525c894dc49f8b92c5a01cd063.png
[SouthEast 1]: /images/20220617/4baf4439266c4a92a3fcff14d711a40b.png
[SouthEast 2]: /images/20220617/91dbfa8ca5594e97b8852328af585466.png