Yuchuan_linux_C 编程之八 文件操作相关函数

一、整体大纲

st_mode整体介绍：

st_mode详细介绍：

二、 Linux文件操作相关函数

1. stat

• 作用：获得文件信息，也可以获取文件大小。
• 头文件

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

• 函数原型

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

• 参数说明：

path文件名
           buf传出参数，定义结构体struct stat sb; &sb

• 返回值

失败：返回-1，设置errno
          成功：返回0

注意： stat碰到链接，会追溯到源文件，穿透！！！lstat并不会穿透。

stat结构体：

 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 */
 };

struct stat

linux命令stat执行结果：

 [root@centos linuxC]# stat stat.c
   文件："stat.c"
   大小：            块：          IO 块：   普通文件
 设备：fd00h/64768d      Inode：    硬链接：
 权限：(/-rw-r--r--)  Uid：(    /    root)   Gid：(    /    root)
 环境：unconfined_u:object_r:usr_t:s0
 最近访问：-- ::15.149083960 +
 最近更改：-- ::15.149083960 +
 最近改动：-- ::15.202084912 +

注意三个时间的区别

 time_t    st_atime;   /* time of last access */ 文件被读，比如cat，open读等
 time_t    st_mtime;   /* time of last modification */  文件内容发生改变
 time_t    st_ctime;   /* time of last status change */ 文件属性发生变化，比如大小，权限，硬连接数等

上图的解释：

- 其他用户权限
- 组用户权限
- 用户权限
- 特殊权限位
- 文件类型

示例：

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

 int
 main(int argc, char *argv[])
 {
     struct stat sb;

     if (argc != ) {
         fprintf(stderr, "Usage: %s <pathname>\n", argv[]);
         exit(EXIT_FAILURE);
     }

     if (stat(argv[], &sb) == -) {
         perror("stat");
         exit(EXIT_FAILURE);
     }

     printf("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("I-node number:            %ld\n", (long) sb.st_ino);

     printf("Mode:                     %lo (octal)\n",
             (unsigned long) sb.st_mode);

     printf("Link count:               %ld\n", (long) sb.st_nlink);
     printf("Ownership:                UID=%ld   GID=%ld\n",
             (long) sb.st_uid, (long) sb.st_gid);

     printf("Preferred I/O block size: %ld bytes\n",
             (long) sb.st_blksize);
     printf("File size:                %lld bytes\n",
             (long long) sb.st_size);
     printf("Blocks allocated:         %lld\n",
             (long long) sb.st_blocks);

     printf("Last status change:       %s", ctime(&sb.st_ctime));
     printf("Last file access:         %s", ctime(&sb.st_atime));
     printf("Last file modification:   %s", ctime(&sb.st_mtime));

     exit(EXIT_SUCCESS);
 }

 Linux自带示例（打印文件相关信息）

Linux自带示例（打印文件相关信息）

需求：使用stat实现实现 ls -l  的功能？如下所示

 [root@centos linuxC]# ll -l xx.log
 -rw-r--r--.  root root  4月   : xx.log

在实现的过程中需要获取用户名及组名，因此先看两个函数：

1）getpwuid

• 作用：通过用户的uid获取用户名
• 头文件

 #include <sys/types.h>
 #include <pwd.h>

• 函数原型

 struct passwd *getpwuid(uid_t uid);

• 参数说明：

uid用户的uid

• 返回值

失败：返回NULL
          成功：返回 struct passwd * 结构体指针

其中：

 struct passwd {
     char   *pw_name;       /* username */  用户名
     char   *pw_passwd;     /* user password */
     uid_t   pw_uid;        /* user ID */
     gid_t   pw_gid;        /* group ID */
     char   *pw_gecos;      /* user information */
     char   *pw_dir;        /* home directory */
     char   *pw_shell;      /* shell program */
 };

struct passwd

2）getgrgid

• 作用：通过用户的gid获取用户组名
• 头文件

 #include <sys/types.h>
 #include <grp.h>

• 函数原型

 struct group *getgrgid(gid_t gid);

• 参数说明：

gid用户组的gid

• 返回值

失败：返回NULL
          成功：返回 struct group * 结构体指针

其中：

 struct group {
     char   *gr_name;       /* group name */
     char   *gr_passwd;     /* group password */
     gid_t   gr_gid;        /* group ID */
     char  **gr_mem;        /* group members */
 };

struct group

3）localtime

• 作用：获取本地时间
• 头文件

 #include <time.h>

• 函数原型

 struct tm *localtime(const time_t *timep);

• 参数说明：

timep：一个时间相关的结构体

• 返回值

失败：返回NULL
          成功：返回 struct tm * 结构体指针

其中：

 struct tm {
     int tm_sec;         /* seconds */
     int tm_min;         /* minutes */
     int tm_hour;        /* hours */
     int tm_mday;        /* day of the month */
     int tm_mon;         /* month */
     int tm_year;        /* year */
     int tm_wday;        /* day of the week */
     int tm_yday;        /* day in the year */
     int tm_isdst;       /* daylight saving time */
 };

struct tm

传入参数 timep 对应stat函数得到的结构体的秒数（time_t类型）。

最终实现：

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 #include<sys/types.h>
 #include<sys/stat.h>
 #include<fcntl.h>
 #include<string.h>
 #include<time.h>
 #include <grp.h>
 #include <pwd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }
     struct stat sb;
     stat(argv[], &sb);

     char stmode[] = {};
     memset(stmode, '-', sizeof(stmode)-);

     //解析文件属性
     if (S_ISREG(sb.st_mode)) stmode[] = '-'; //普通文件
     if (S_ISDIR(sb.st_mode)) stmode[] = 'd';
     if (S_ISCHR(sb.st_mode)) stmode[] = 'c';
     if (S_ISBLK(sb.st_mode)) stmode[] = 'b';
     if (S_ISFIFO(sb.st_mode)) stmode[] = 'p';
     if (S_ISLNK(sb.st_mode))  stmode[] = 'l';
     if (S_ISSOCK(sb.st_mode)) stmode[] = 's';

     //解析权限
     //user
     if (sb.st_mode & S_IRUSR) stmode[] = 'r';
     if (sb.st_mode & S_IWUSR) stmode[] = 'w';
     if (sb.st_mode & S_IXUSR) stmode[] = 'x';
     //group
     if (sb.st_mode & S_IRGRP) stmode[] = 'r';
     if (sb.st_mode & S_IWGRP) stmode[] = 'w';
     if (sb.st_mode & S_IXGRP) stmode[] = 'x';
     //other
     if (sb.st_mode & S_IROTH) stmode[] = 'r';
     if (sb.st_mode & S_IWOTH) stmode[] = 'w';
     if (sb.st_mode & S_IXOTH) stmode[] = 'x';

     //分析 用户名，组名可以通过函数获得 getpwuid, getgrgid
     //时间获取
     struct tm *filetm = localtime(&sb.st_atim.tv_sec);
     char timebuf[] = {};
     sprintf(timebuf, "%d月    %d %02d:%02d", filetm->tm_mon+, filetm->tm_mday, filetm->tm_hour, filetm->tm_min);

     printf("%s %ld %s %s %ld %s %s\n", stmode, sb.st_nlink, getpwuid(sb.st_uid)->pw_name,
            getgrgid(sb.st_gid)->gr_name, sb.st_size, timebuf, argv[]);

     return ;
 }

 使用stat实现一个ls -l命令

使用stat实现一个ls -l命令

2. access

• 作用：测试指定文件是否有某种权限
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

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

• 参数说明：

pathname文件名
           mode：

R_OK
                   W_OK
                   X_OK
                   F_OK

• 返回值

失败：返回-1，设置errno
          成功：如果有权限或者文件存在，对应返回0

 #include<stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }
     if (access(argv[], R_OK) == ) printf("%s read ok!\n", argv[]);
     if (access(argv[], W_OK) == ) printf("%s write ok!\n", argv[]);
     if (access(argv[], X_OK) == ) printf("%s exe ok!\n", argv[]);
     if (access(argv[], F_OK) == ) printf("%s file exists!\n", argv[]);

     return ;

 }

 判断文件读写执行及文件是否存在

判断文件读写执行及文件是否存在

3. chmod

 #include <sys/stat.h>
 int chmod(const char *path, mode_t mode);

4. truncate

• 函数作用：截断文件
• 头文件

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

• 函数原型

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

• 参数说明：

path文件名
           length长度，长度如果大于原文件，直接拓展，如果小于原文件，截断为length长度。

• 返回值

成功：返回0
          失败：返回-1，设置errno

示例：

 #include<stdio.h>
 #include<sys/types.h>
 #include<stdio.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }
     truncate(argv[], );
     return ;
 }

 truncate示例

truncate示例

5. link

• 函数作用：创建硬连接
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

 int link(const char *oldpath, const char *newpath);

• 参数说明：

oldpath原文件

newpath硬连接文件

• 返回值

成功：返回0
           失败：返回-1，设置errno

示例：

 #include<stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }

     char filename[] = {};
     sprintf(filename, "%s_hard", argv[]);

     link(argv[], filename);

     return ;
 }

 创建硬连接示例

创建硬连接示例

6. symlink

• 函数作用：创建软连接
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

 int symlink(const char *oldpath, const char *newpath);

• 参数解释：

oldpath原文件
           newpath创建软连接文件

• 返回值

成功：返回0
          失败：返回-1，设置errno

示例：

 #include<stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }

     char filename[] = {};
     sprintf(filename, "%s_soft", argv[]);

     symlink(argv[], filename);

     return ;
 }

 创建软连接

创建软连接

6. readlink

• 函数作用：读取文件链接信息
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

 ssize_t readlink(const char *path, char *buf, size_t bufsiz);

• 参数解释：

path链接名
          buf缓冲区
          bufsiz缓冲区大小

• 返回值

成功：返回buf填充的大小
          失败：返回-1，设置errno

示例：

 #include<stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }

     char buf[] = {};
     readlink(argv[], buf, sizeof(buf));
     printf("buf is %s\n", buf);

     unlink(argv[]);

     return ;
 }

 readlink示例

readlink示例

7. unlink

• 函数作用：删除软硬链接
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

 int unlink(const char *pathname);

• 函数参数：

pathname 链接名，文件也可以

• 返回值

成功：返回0
          失败：返回-1，设置errno

示例：

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

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }

     int fd = open(argv[], O_WRONLY|O_CREAT, );
    //注意只要有进程在使用该文件，则unlink在该文件退出时删除该文件
     unlink(argv[]);  

     int ret = write(fd, "hello", );
     if (ret > )
     {
         printf("write ok! %d\n", ret);
     }
     if (ret < )
     {
         perror("write err");
     }

     close(fd);

     return ;
 }

 unlink示例

unlink示例

8. chown

• 函数作用：修改文件属主及属组
• 头文件

 #include <unistd.h>

• 函数原型

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

• 函数参数：

path文件名
          owner用户ID，/etc/passwd
          owner组ID，/etc/group

• 返回值

成功：返回0
          失败：返回-1，设置errno

9. rename

• 函数作用：文件或者目录重命名
• 头文件

 #include <stdio.h>

• 函数原型

 int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

• 参数说明：

oldpath文件名
           newpath文件新名

• 返回值

成功：返回0
          失败：返回-1，设置errno

示例：

 #include<stdio.h>

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if (argc != )
     {
         printf("./a.out filename\n");
         return -;
     }

     char buf[] = {};
     sprintf(buf, "%s_new", argv[]);
     rename(argv[], buf);

     return ;
 }

 rename示例

rename示例