Linux文件管理

虚拟文件系统(VFS)概述：

VFS位于文件系统、和访问文件的系统调用(API)之间，为系统调用访问文件系统提供统一的抽象接口。

不同文件系统连接成一个单一树形结构，分别挂载(自己挂载需要用mount命令)在VFS上，采用POSIX系统调用读写不同的文件系统——使得不同文件系统之间进行数据交换和同时管理非常地方便。文件系统用mount命令挂载举例：

cdrom在Linux中的挂载：mount -t iso9660 /dev/cdrom/mnt/cdrom。nfs的挂载：mount -t nfs 127.0.0.1:/mnt/nfs/mnt/nfs。

文件的访问方式：

1. 系统调用（当然不止于访问文件系统）——非缓冲文件操作。
2. ANSI  C库函数——缓冲文件操作(就是输入输出操作等)。

文件流：三个标准流stdin、stdout、stderr，对应的文件描述符0、1、2，其作用是：

1. 实现了不同输入输出的格式转换。
2. 缓冲功能，使得数据可以集中读写处理，减少系统调用次数。

缓冲有三种：

1. 全缓冲：在缓冲区满或者调用刷新函数后，才会进行I/O系统调用（即输入输出）。
2. 行缓冲：缓冲区满或者遇到换行符，才I/O系统调用。
3. 无缓冲（不输出）：如标准出错流。

#include <stdio.h>一些常用的库函数：

打开文件：FILE *fopen(文件名，打开模式mode)，成功打开则返回文件流指针，否则返回NULL。所谓打开文件，就是为文件申请一个文件缓冲区和一个FILE结构体，可以通过FILE流指针操纵。具体的打开模式如下：

1. "r"或者"rb"（只读）：打开一个二进制/文本文件，读取数据。只能打开已存在文件。
2. "w"或者"wb"（只写）：打开或建立一个二进制/文本文件，写入数据。若文件存在，则将文件中数据清空，再写入；若不存在，则新建一个文件，写入。
3. "a"或者"ab"（追加）：打开或新建一个二进制/文本文件，追加数据。就是说，只写嘛。
4. "r+"或者"rb+"（可读可写）：打开一个二进制/文本文件，读写数据。只能打开已存在文件。
5. "w+"或者"wb+"（可读可写）：新建一个二进制/文本文件，读写数据。
6. "a+"或者"ab+"（可读可写）：打开或新建一个二进制/文本文件，追加数据。

向文件写入n段数据：int fwrite(字符串，字符串长度size，n，文件流指针)，写入n段数据，每段长度为size（一般就一段）。写入成功则返回实际写入段数，否则返回0。

从文件中读取n段数据：int fread(char buf[]，unsigned size，unsigned n，FILE *fp)，其实fread和fwrite的参数一样，读取的数据根据段数，一次保存在buf中。读取成功则返回实际读取段数，否则返回0。

移动文件读写指针：int fseek(文件流指针，偏移量，参照位置)，和系统调用lseek不同（注意参照位置和偏移量，两个函数相反）。返回值也不一样，移动成功则返回0，否则返回非0。

文件描述符和文件流的相互转换：

1. 文件流—>文件描述符：int fileno(FILE*stream)，成功则返回文件描述符，否则返-1。
2. 文件描述符—>文件流：FILE *fdopen(int fileD，模式)，成功则返回新的文件流，否则返回NULL。

字符串格式化：int sprintf(目的字符串，格式，源字符串1，...)，返回格式化后，目的字符串的长度，例如：

char source[] = "yangwen";
char dest[] = "";
sprintf(dest, "This is %s\n", source);    //然后source保持不变，dest变成格式+source

系统调用：

文件操作：

打开文件：int open(文件名，文件操作类型flag)，返回文件描述符，否则返回-1。int open(文件名，文件操作类型flag，打开权限mode)。flag一般为O_WRRD就行了，而mode有所有者、用户组、其他用户权限，第三个参数一般在打开文件不存在，flag为O_CREAT时，才会用到，可以使用八进制的方式，如0777，也可以用宏，如S_IRWXU——文件所有者具有可读可写可执行权限。

关闭文件：int close(文件描述符)，关闭用open打开的文件，所以参数，文件描述符为open返回过的。

管理文件：int fcntl(文件描述符，操作cmd，...)，常用操作有：F_DUPFD：复制文件描述符，F_GETFD、F_SETFD：获取或者设置文件描述符的close_on_exec标志?（什么东西），F_GETFL、F_SETFL：获取文件描述符的操作类型flag。

将size个字节的字符串写入文件：size_t write(文件描述符，字符串，字符串大小size)，成功则返回实际写入的字符串大小（在0-size之间），否则返回-1。

读取文件中前size个字节的内容，并保存到字符串中：read(文件描述符，字符串，字符串大小size)，而且只要open不更改打开模式，默认情况会在文件内容为空时，阻塞进程；成功则返回实际读到的字符串大小(当然，肯定在0-'字符串大小'之间)，否则返回-1。

设置正在读写的文件的，指针指向的位置：off_t lseek(文件描述符，设置的参照位置，偏移量)，其中参照位置并非指针最终位置，最终位置=参照位置+偏移量（相对于参照位置），具体的参照位置不能随便给，有三个选项：SEEK_SET文件开头位置0、SEEK_CUR当前位置1、SEEK_END文件末尾位置2。设置成功则返回文件头到设置的位置的偏移差（以字节为单位），否则返回-1。

目录操作：

打开目录：DIR *opendir(目录名)。成功则返回目录流指针，否则返回NULL。

每调用一次，就返回目录流下一个数据项（文件）的数据结构指针：struct dirent *readdir(目录流)。当读取错误或者已到目录尾时，返回NULL。获得目录流中，指向的文件的名称：dirent->d_name（为一个字符串）。

获得目录流中数据项指针的当前指向位置（就是目录下的哪个文件）：long int telldir(目录流指针)。设置位置：void seekdir(目录流指针，位置long int loc)。

创建目录：int mkdir(目录名，打开模式mode），mode相当于<打开文件open函数的mode>设置为O_CREAT。成功则返回0，否则返回-1。删除目录：int rmdir(目录名)，要求目录为空（即目录下没有文件）。成功则返回0，否则返回-1。

将当前目录名称保存到指定变量buf中：char *getcwd(char *buf，buf数组的大小size)，因为要将目录名（绝对路径）保存到buf数组中，所以buf数组的大小必须比目录名大1。所以成功获取则返回buf数组（或者说这个指针），否则就返回NULL（size部队）。

更改目录：int chdir(新目录名)。成功则返回0，否则返回-1。

文件属性管理：

获取文件的状态信息：

int fstat(文件描述符，struct stat *buf)，将文件信息保存在指向的stat结构体中。

int stat(文件名，struct stat *buf)、int lstat(文件名，struct stat *buf)。对于普通文件，此二者无差；而对于软链接，stat直接返回链接文件的文件信息，而lstat返回指向文件的信息。

stat结构体的主要内容：

• st_mode：文件权限和文件类型
• st_ino：与文件关联的inode值
• st_dev：文件设备号，代表文件保存在哪个设备上
• st_uid：文件属主的用户ID号
• st_gid：文件属主的组ID号
• st_atime：文件上次被访问时间
• st_ctime：文件属性上次被修改时间（就是文件stat属性被更改）
• st_mtime：文件内容上次被修改时间
• st_nlink：文件硬链接个数

UID、GID向文件拥有者、拥有者组名转换：
由于文件的属性stat中只有两个ID，而没有对应的用户名和组名，所以需要使用另外两个结构体passwd、group，通过它们来获得对应的名称。

UID——>用户名：struct passwd *getpwnam(文件名)；struct passwd *getpwuid(uid_t uid)。例如，现在获得了一个struct passwd *ptr，那么获得用户名ptr->pw_name、密码ptr->pw_passwd、目录名（绝对路径名）ptr->pw_dir。

GID——>组名：struct group *getgrnam(文件名)；struct group *getgruid(gid_t gid)。获得组名ptr->gr_name、密码ptr->gr_passwd。

获取软链接指向的文件名称：int readlink(软链接名称，字符串buf，大小size)，将链接文件的指向文件的绝对路径保存到字符串buf中。成功则返回绝对路径的长度。如果路径长度超过字符串大小size，超过的内容将会被截断。

判断文件是否具有某种操作属性（读写）：int access(文件名，执行权限mode)，执行权限mode有：R_OK可读、W_OK可写、X_OK可执行、F_OK文件存在。如果符合判断，则返回0，如果有一个条件不满足，则返回-1。

测试文件类型：int isfdtype(文件描述符，文件类型)。如果是，则返回1，否则返回0，出错则返回-1。第二个参数——文件类型如下：

这些参数和一系列测试宏对应(不是真的对应，只是为了方便记忆：是这样的，这些参数的形状是S_IFXXX，而测试宏是S_ISXXX），如S_ISDIR(stat.st_mode)，通过获得的文件属性stat的st_mode成员来测试这个文件是否为目录，如果是则返回1，否则返回0。