linux学习：文件属性

在操作文件的时候，经常需要获取文件的属性，比如类型、权限、大小、所有者等等，这些信息对于比如文件的传输、管理等是必不可少的，而这些信息

这三个函数的功能完全一样，区别是：stat( )参数是一个文件的名字，而 fstat( )的参数是一个已经被打开了的文件的描述符 fd，而lstat( )则可以获取链接文件本身的属性

文件属性的结构体

struct stat
{
    dev_t st_dev; // 普通文件所在存储器的设备号
    mode_t st_mode; // 文件类型、文件权限
    ino_t st_ino; // 文件索引号
    nlink_t st_nlink; // 引用计数
    uid_t st_uid; // 文件所有者的 UID
    gid_t st_gid; // 文件所属组的 GID
    dev_t st_rdev; // 特殊文件的设备号
    off_t st_size; // 文件大小
    blkcnt_t st_blocks; // 文件所占数据块数目
    time_t st_atime; // 最近访问时间
    time_t st_mtime; // 最近修改时间
    time_t st_ctime; // 最近属性更改时间
    blksize_t st_blksize; // 写数据块建议值
};

文件索引号：st_ino，实质上是一个无符号整形数据，用来唯一确定分区中的文件
引用计数：st_nlink，记录该文件的名字（或叫硬链接）总数，文件的别名可以用命令 link 或者函数 link( )来创建。当一个文件的引用计数 st_nlink 为零时，系统将会释放清空该文件锁占用的一切系统资源。
文件所有者 UID 和所属组 GID。
文件的大小。这个属性对只对普通文件有效。
文件所占数据块数目 st_blocks，表明该文件实际占用存储器空间。一个数据块一般为 512 字节。
st_atime、st_mtime 和 st_ctime 都是一个文件的时间戳，st_atime 代表文件被访问了但是没有被修改的最近时间，st_mtime 代表文件内容被修改的最近时间， st_ctime 则代表了文件属性更改的最近时间。文件的时间戳对于某些场合来讲是至关重要的属性，比如工程管理器 make，他的工作原理就完全基于文件的时间戳上，判断文件的被修改时间，决定其是否参与编译。
st_blksize 是所谓的“写数据块”的建议值，因为当应用程序频繁地往存储器写入小块数据的时候，可能会导致效率的低下。
文件设备号：属性结构体 stat 中有两个成员涉及文件的设备号，他们分别是 st_dev 和 st_rdev，前者只对普通文件有效，它包含了普通文件所在的设备的设备号，因此这个成员对于特殊文件而言是无意义的。而 st_rdev 恰好相反，他储存的是特殊设备文件本身的设备号，因此 st_rdev 对于普通文件而言是无效的
- crw-rw---- 1 root video 10, 175 Jun 18 07:13 agpgart中，在/dev 下的文件没有“大小”的属性，而只有两个号码，比如文件 agpgart，设备号为 10, 175，其中前面的 10 是所谓的主设备号，用来标识一种设备的类型，后面的 175 是所谓的次设备号，用来区分本系统中的多个同类设备
- 设备号在编写设备文件的驱动程序中才需要用到，在应用编程中不需要关注。st_dev 和 st_rdev 里面都包含了主次设备号

文件类型和权限：属性成员中的 st_mode 里面包含了文件类型和权限，st_mode 实质上是一个无符号 16 位短整型数，各个位域所包含的含义如下
- st_mode[0:8] 一一对应地代表了文件的各个用户的权限。
- st_mode[9] 存储了所谓的黏住位（只对目录有效），在拥有该目录的写权限的情况下，如果这一位被设置为 1，那么某一用户也只能删除在本目录下属于自己的文件，否则可以删除任意文件。
- st_mode[10] 和 st_mode[11] 分别用来设置文件的 suid（只对普通文件有效）和 sgid（只对目录有效）。如果 suid 被设置为 1，则任何用户在执行该文件的时候均会获得该文件所有者的临时授权，即其有效 UID 将等于文件所有者的 UID。如果 sgid 被设置为 1，则任何在该目录下执行的程序均会获得该目录所属组成员的临时授权，即其有效 GID 将等于该目录的所属组成员的 GID。
- st_mode[12:15] 用以标识 Linux 下不同的文件类型，由于 Linux 总共只有 7 种文件类型，因此 4 位足以表达。

例子1

结合文件的设备号，下面的示例代码实现一个功能：判断一个文件是否是特殊设备文件（即字符设备文件或者块设备文件），如果是则打印出其主次设备号，否则打印出其所在设备的主次设备号

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    if(argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s <filename>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    // 定义一个 stat 结构体 info，用来存放指定文件的属性
    struct stat info;
    stat(argv[1], &info);
    // 如果该文件是特殊设备文件（字符设备文件或者块设备文件）
    if(S_ISCHR(info.st_mode) ||
        S_ISBLK(info.st_mode))
    {
        printf("regular file: %d, %d\n", 
            major(info.st_rdev), // 打印其主设备号
            minor(info.st_rdev)); // 打印其次设备号
    }

    // 如果不是特殊设备文件，则打印该文件所在设备的设备号（比如硬盘）
    else
        printf("device: %d, %d\n", 
            major(info.st_dev), 
            minor(info.st_dev));

    return 0;
}

判断文件的类型不需要直接读取 st_mode 的高 4 位，而是使用以下这些宏定义即可

例子2

样打印出一个文件的类型及其权限

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <stdbool.h>
4 #include <unistd.h>
5 #include <string.h>
6 #include <strings.h>
7 #include <errno.h>
9 #include <sys/stat.h>
10 #include <sys/types.h>
11 #include <fcntl.h>
12 #include <dirent.h>
13
14 void print_type(struct stat *pinfo)
15 {
16 // 用文件类型掩码 S_IFMT 获得文件的类型
17     switch(pinfo->st_mode & S_IFMT)
18     {
19         case S_IFREG: printf("-"); break;
20         case S_IFDIR: printf("d"); break;
21         case S_IFLNK: printf("l"); break;
22         case S_IFCHR: printf("c"); break;
23         case S_IFBLK: printf("b"); break;
24         case S_IFIFO: printf("p"); break;
25         case S_IFSOCK: printf("s"); break;
26     }
27 }
29 void print_perm(struct stat *pinfo)
30 {
31     char rwx[] = {'r', 'w', 'x'};
33     int i;
34     for(i=0:i<9:i++)
35     {
36         // 打印文件的权限
37         printf("%c", pinfo->st_mode & (0400>>i) ?
38         rwx[i%3] : '-');
39     }
40 }
42 int main(int argc, char **argv)
43 {
44     if(argc != 2)
45     {
46         printf("Usage: %s <path>\n", argv[0]);
47         exit(1);
48     }
50     // 将文件 argv[1]的属性信息存储在 info 中
51     struct stat info;
52     stat(argv[1], &info);
53
54     //:1：如果 argv[1]是一个目录，则需打印该目录下所有文件的相关信息
55     if(S_ISDIR(info.st_mode))
56     {
57         DIR *dp = opendir(argv[1]);
58         struct dirent *ep;
59         chdir(argv[1]);
61         // 迭代获取所有的目录项，并打印他们的类型、权限和名字
62         while(1)
63         {
64             ep = readdir(dp);
65             if(ep == NULL)
66                 break;
67
68             stat(ep->d_name, &info);
69             print_type(&info); // 打印文件类型
70             print_perm(&info); // 打印文件权限
71
72             printf("\t%s\n", ep->d_name); // 打印文件名字
73         }
74     }
75     // 2：如果 argv[1]是一个普通文件，则直接打印其相关属性信息
76     else
77     {
78         print_type(&info);
79         print_perm(&info);
80
81         printf("\t%s\n", argv[1]);
82     }
84     return 0;
85 }