UNIX环境高级编程——文件和目录

一、获取文件/目录的属性信息

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

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 file system 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 */
};

示例程序：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
 
#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)
 
#define MAJOR(a) (int)((unsigned short)a >> 8)  // 高8位，主设备号
#define MINOR(a) (int)((unsigned short)a & 0xFF)
 
int filetype(struct stat *buf)
{
    int flag = 0;
    printf("Filetype:");
    mode_t mode;
    mode = buf->st_mode;
    switch (mode & S_IFMT)
    {
 
    case S_IFSOCK:
        printf("socket\n");
        break;
    case S_IFLNK:
        printf("symbolic link\n");
        break;
    case S_IFREG:
        printf("regular file\n");
        break;
    case S_IFBLK:
        printf("block device\n");
        flag = 1;
        break;
    case S_IFDIR:
        printf("directory\n");
        break;
    case S_IFCHR:
        printf("character device\n");
        flag = 1;
        break;
    case S_IFIFO:
        printf("FIFO\n");
        break;
    default:
        printf("unknown file type\n");
        break;
    }
 
    return flag;
}
 
void fileperm(struct stat *buf, char perm[])
{
    strcpy(perm, "----------");
    perm[0] = '?';
    mode_t mode;
    mode = buf->st_mode;
    switch (mode & S_IFMT)
    {
 
    case S_IFSOCK:
        perm[0] = 's';
        break;
    case S_IFLNK:
        perm[0] = 'l';
        break;
    case S_IFREG:
        perm[0] = '-';
        break;
    case S_IFBLK:
        perm[0] = 'b';
        break;
    case S_IFDIR:
        perm[0] = 'd';
        break;
    case S_IFCHR:
        perm[0] = 'c';
        break;
    case S_IFIFO:
        perm[0] = 'p';
        break;
    }
 
    if (mode & S_IRUSR)
        perm[1] = 'r';
    if (mode & S_IWUSR)
        perm[2] = 'w';
    if (mode & S_IXUSR)
        perm[3] = 'x';
    if (mode & S_IRGRP)
        perm[4] = 'r';
    if (mode & S_IWGRP)
        perm[5] = 'w';
    if (mode & S_IXGRP)
        perm[6] = 'x';
    if (mode & S_IROTH)
        perm[7] = 'r';
    if (mode & S_IWOTH)
        perm[8] = 'w';
    if (mode & S_IXOTH)
        perm[9] = 'x';
    perm[10] = '\0';
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s file\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    printf("Filename:%s\n", argv[1]);
    struct stat sbuf;
    if (lstat(argv[1], &sbuf) == -1)
        ERR_EXIT("stat error");
 
    printf("file in Dev number:major %d, minor %d\n",
           MAJOR(sbuf.st_dev), MINOR(sbuf.st_dev));
    printf("File inode:%d\n", (int) sbuf.st_ino);
 
    if (filetype(&sbuf))
    {
        printf("Device number:major %d, minor %d\n",
               MAJOR(sbuf.st_rdev), MINOR(sbuf.st_rdev));
    }
 
    char perm[11] = {0};
    fileperm(&sbuf, perm);
    printf("File permission bits=%o %s\n", sbuf.st_mode & 07777, perm);
 
    return 0;
}

测试如下：

huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out hc
Filename:hc
file in Dev number:major 8, minor 1
File inode:929485
Filetype:regular file
File permission bits=644 -rw-r--r--

二、目录的访问

功能说明：打开一个目录
原型：DIR*  opendir(char *pathname);

返回值：
打开成功，返回一个目录指针
打开失败，则返回NULL

功能说明：访问指定目录中下一个连接的细节
原型：struct  dirent*  readdir(DIR  *dirptr);

返回值：
返回一个指向dirent结构的指针，它包含指定目录中下一个连接的细节；
没有更多连接时，返回NULL

功能说明：关闭一个已经打开的目录
原型：int closedir (DIR  *dirptr);

返回值：调用成功返回0，失败返回-1

struct dirent
{
               ino_t     d_ino;       /* inode number */
               off_t      d_off;       /* offset to the next dirent */
               unsigned short d_reclen;    /* length of this record */
               unsigned char  d_type;      /* type of file; not supported
                                              by all file system types */
               char      d_name[256]; /* filename */
 };

三、目录的创建删除和权限设置

功能说明：用来创建一个称为pathname的新目录，它的权限位设置为mode
原型：int  mkdir(char *pathname,mode_t mode);

返回值：调用成功返回0，失败返回-1

功能说明：删除一个空目录
原型：int  rmdir(char *pathname);

返回值：调用成功返回0，失败返回-1

功能说明：用来改变给定路径名pathname的文件的权限位。为了改变一个文件的权限位，进程的有效用户ID必须等于文件的所有者ID，或者该进程必须具有超级用户的权限。
原型：int  chmod (char *pathname, mode_t mode);

int  fchmod (int  fd, mode_t mode);

返回值：调用成功返回0，失败返回-1

功能说明：用来改变文件所有者的识别号(owner id)或者它的用户组识别号(group ID)，如若两个参数owner或group中的任意一个为-1，则对应的ID不变。
原型：int  chown (char *pathname, uid_t owner,gid_t group);

int  fchown (int  fd, uid_t owner,gid_t group);

返回值：调用成功返回0，失败返回-1

示例代码：

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<dirent.h>
 
#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    DIR *dir = opendir(".");
    struct dirent *de;
    while ((de = readdir(dir)) != NULL)
    {
        if (strncmp(de->d_name, ".", 1) == 0)
            continue; //忽略隐藏文件
        printf("%s\n", de->d_name);
    }
 
    closedir(dir);
    exit(EXIT_SUCCESS); // 等价于return 0
}

四、文件长度
     stat结构成员st_size表示以字节为单位的文件长度。此字段只对普通文件、目录文件盒符号链接有意义。
     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512）的倍数。

对于符号链接，文件长度是文件名中的实际字节数（即huangcheng的符号链接为10，不包括c语言用作名字结尾的null字符）

五、文件截短

int truncate(const char *path, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);

这两个函数将把现有的文件长度截短length字节。如果该文件以前的长度大于length，则超过length以外的数据就被删除。

六、chdir、fchdir和getcwd函数

每个进程都有一个当前目录，此目录是搜索所有相对路径名的起点。当前工作目录是进程的一个属性，起始目录则是登陆名（/etc/passwd）的一个属性。

int chdir(const char *path);
int fchdir(int fd);

这两个函数中，分别用path或打开文件描述符指定新的当前工作目录。

char *getcwd(char *buf, size_t size);

把当前目录的绝对地址保存到 buf 中,buf 的大小为 size。如果 size太小无法保存该地址，返回 NULL 并设置 errno 为 ERANGE。可以采取令 buf 为 NULL并使 size 为负值来使 getcwd 调用 malloc 动态给 buf 分配,但是这种情况要特别注意使用后释放缓冲以防止内存泄漏。