linux系统编程之文件与io(三)

上次我们利用文件的read和write来实现了简易的cp命令，其中将源文件拷贝到目标文件时，我们给目标文件的权限是写死的，而非根据源文件的权限生成的，如下：

今天就来解决这个问题，来学习获取文件权限相关的函数，言归正传，正入正题。

stat:功能：读取文件元数据

 

关于stat结构体的结构如下：

struct stat {
    dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file文件保存在磁盘上的设备号，包含主设备号和次设备号，它是16位的整数，高八位为主设备号，低八位为次设备号 */
    ino_t     st_ino;     /* inode number */
    mode_t    st_mode;    /* protection文件的权限信息 */
    nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links 文件的硬连接数*/
    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) 如果文件是设备文件，所对应的设备ID*/
    off_t     st_size;    /* total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O 系统当中每个块的大小 */
    blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated 块数目 */
    time_t    st_atime;   /* time of last access 文件总共访问的次数*/
    time_t    st_mtime;   /* time of last modification 最后的修改时间*/
    time_t    st_ctime;   /* time of last status change 最后状态改变的时间,比如说改变了文件权限，并未改变文件的内容*/
};

下面就以程序例子来对其进行说明：

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

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do \
    { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while()

#define MAJOR(a) (int)((unsigned short)a >> 8)//获取高八位数据，也就是主设备号
#define MINOR(a) (int)((unsigned short)a & 0xFF)//获取低八位数据，也就是次设备号

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != )
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s file\n", argv[]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    struct stat sbuf;
    printf("Filename:%s\n", argv[]);//打印文件名
    if (stat(argv[], &sbuf) == -)
        ERR_EXIT("stat error");

    printf("File number:major %d,minor %d inode %d\n", MAJOR(sbuf.st_dev)/**文件主设备号**/, MINOR(sbuf.st_dev)/**文件次设备号**/, sbuf.st_ino/**inode数**/);
　　return 0;
}

编译：

这时再编译运行：

实际上上面的数据都可由系统命令来进行查看，如下：

总结：主设备号用来区分不同的设备，它决定了用什么样的驱动程序来访问设备;次设备号用来区分同设备中的不同分区。

下面我们继续来查看文件信息，先来打印下文件类型，关于这个数据，它是存放到stat结构体中的mode_t字段中：

先来查看下man帮助：

下面具体代码如下：

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

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do \
    { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while()

#define MAJOR(a) (int)((unsigned short)a >> 8)
#define MINOR(a) (int)((unsigned short)a & 0xFF)

int filetype(struct stat *buf);//获取文件类型函数定义

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != )
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s file\n", argv[]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    struct stat sbuf;
    printf("Filename:%s\n", argv[]);
    if (lstat(argv[], &sbuf) == -)
        ERR_EXIT("stat error");

    printf("File number:major %d,minor %d inode %d\n", MAJOR(sbuf.st_dev), MINOR(sbuf.st_dev), (int)sbuf.st_ino);

    if (filetype(&sbuf))
    {
　　　　//如果文件类型是设备文件，还可以获取设备更详细的信息：主设备号、次设备号
        printf("Device number:major %d,minor %d\n", MAJOR(sbuf.st_rdev), MINOR(sbuf.st_rdev));
    }

    return ;
}

int filetype(struct stat *buf)//如果是设备文件，则返回1,否则返回0
{
    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;
}

编译运行：

下面来打印文件的权限信息：

下面看具体代码：

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

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
    do \
    { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while()

#define MAJOR(a) (int)((unsigned short)a >> 8)
#define MINOR(a) (int)((unsigned short)a & 0xFF)

int filetype(struct stat *buf);
void fileperm(struct stat *buf, char *perm);//查看文件权限，以rwx进行格式化

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != )
    {
        fprintf(stderr, "Usage %s file\n", argv[]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct stat sbuf;
    printf("Filename:%s\n", argv[]);
    if (stat(argv[], &sbuf) == -)
        ERR_EXIT("stat error");

    printf("File number:major %d,minor %d inode %d\n", MAJOR(sbuf.st_dev), MINOR(sbuf.st_dev), (int)sbuf.st_ino);
    if (filetype(&sbuf))
    {
        printf("Device number:major %d,minor %d\n", MAJOR(sbuf.st_rdev), MINOR(sbuf.st_rdev));
    }
    
　　//打印文件的权限信息
    char perm[11] = {0};
    fileperm(&sbuf, perm);
    printf("File permission bits=%o %s\n", sbuf.st_mode & 07777, perm);

    return ;
}

int filetype(struct stat *buf)
{
    int flag = ;
    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 = ;
        break;
    case S_IFDIR:
        printf("directory\n");
        break;
    case S_IFCHR:
        printf("character device\n");
        flag = ;
        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)//确定第一位文件类型
        {
        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)//与用户读权限进行与操作之后，如果为真，则代表有这个权限
        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';
}

编译运行：

利用上面所学的东西，我们就可以实现自己的ls -l的功能了，在实现这个功能之时，还有几个知识点需介绍一下：

先看一下ls -l会显示什么信息：

①文件权限，这个上面已经实现过了，所以不成问题

②连接数，对应的是stat->nlink_t,所以不成问题

③用户名，我们知道stat->uid_t，可以根据用户ID获得用户名，通过如下函数：

④组名，我们知道stat->gid_t，可以根据组ID获得组名，通过如下函数：

⑤文件大小，可以通过stat->st_size来获得

⑥文件修改时间，可以通过stat->st_mtime来获得

⑦文件名，这个肯定可以获取。

但是，对于符号链接文件，还需要做一个特珠的处理，如下：

那对于符号链接文件，怎么才能获取它所指向的链接文件呢？可以通过如下函数获取：

所以说，我们完全有能力实现跟ls -l系统命令一样的功能：

注意：

对于符号链接文件，我们查看其文件信息时，应该是lstat函数，而不是stat

对于目前我们实现查看的程序，是用的stat函数，那查看我们新创建的a链接文件的信息是什么呢？

 

这时，我们将state改为lstate，再次查看下：

编译运行：

查看一下lsate函数的说明：

 

好了，今天文件信息的查看学到这，下次下见。