《Linux C编程实战》笔记：文件属性操作函数

获取文件属性

stat函数

在shell下直接使用ls就可以获得文件属性，但是在程序里应该怎么获得呢？

#include<sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int stat(const char *file_name,struct stat *buf);
int fstat(int filedes,struct stat *buf);
int lstat(const char *file_name,struct stat *buf);

1. stat 函数:

   int stat(const char *file_name, struct stat *buf);

   • stat 函数用于获取由 file_name 指定的文件的信息，并将其存储在由 buf 指向的结构体中。
   • 信息包括文件大小、inode号、所有者和组ID、权限、时间戳等。

2. fstat 函数:

   int fstat(int filedes, struct stat *buf);

   • fstat 函数类似于 stat，但它不是通过文件名而是通过已打开文件的文件描述符 filedes 来获取文件信息。
   • 它将文件描述符关联的文件的信息存储在由 buf 指向的结构体中。
   • 这在你已经有一个文件描述符的情况下很有用，可以直接获取已打开文件的信息。

3. lstat 函数:

   int lstat(const char *file_name, struct stat *buf);

   • lstat 函数类似于 stat，但它不会跟随符号链接。
   • 如果指定的文件是符号链接，lstat 提供有关链接本身的信息，而 stat 则会跟随链接并提供有关链接的文件的信息。
   • 在你想要获取符号链接本身而不是链接指向的文件的信息时，这是很有用的。

函数失败返回-1 。

struct stat {
    dev_t         st_dev;      // 文件所在设备的ID
    ino_t         st_ino;      // 文件的inode号
    mode_t        st_mode;     // 文件的类型和权限
    nlink_t       st_nlink;    // 文件的硬链接数
    uid_t         st_uid;      // 文件所有者的用户ID
    gid_t         st_gid;      // 文件所有者的组ID
    dev_t         st_rdev;     // 若文件是设备文件，则为设备的ID
    off_t         st_size;     // 文件的大小（以字节为单位）
    blksize_t     st_blksize;  // 文件系统块大小
    blkcnt_t      st_blocks;   // 文件占用的块数
    time_t        st_atime;    // 最后一次访问时间
    time_t        st_mtime;    // 最后一次修改时间
    time_t        st_ctime;    // 最后一次状态改变时间
};

以下是一些常见的 st_mode 宏：

1. 文件类型宏：

   • S_ISREG(mode): 判断是否为常规文件。
   • S_ISDIR(mode): 判断是否为目录。
   • S_ISCHR(mode): 判断是否为字符设备。
   • S_ISBLK(mode): 判断是否为块设备。
   • S_ISFIFO(mode): 判断是否为FIFO（先进先出）。
   • S_ISLNK(mode): 判断是否为符号链接。
   • S_ISSOCK(mode): 判断是否为套接字。

2. 文件权限宏：

   • S_IRUSR, S_IWUSR, S_IXUSR: 用户（所有者）的读、写、执行权限。
   • S_IRGRP, S_IWGRP, S_IXGRP: 组的读、写、执行权限。
   • S_IROTH, S_IWOTH, S_IXOTH: 其他用户的读、写、执行权限。

示例程序1

以本代码的cpp文件为例，演示获取文件属性。注意文件名同步成自己的文件名

#include<iostream>
#include<cstring>
#include <cstdio>
#include<ctime>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<cerrno>
using namespace std;
int main(){
    struct stat buf;
    if(stat("test.cpp",&buf)==-1){
        perror("stat:");
        exit(1);
    }
    //print
    printf("device is %d\n",buf.st_dev);
    printf("inode is :%d\n",buf.st_ino);
    printf("mode id:%o\n",buf.st_mode);
    printf("number of hard links is:%d\n",buf.st_nlink);
    printf("user ID of owner is:%d\n",buf.st_uid);
    printf("group ID of owner is :%d\n",buf.st_gid);
    printf("device type(if inode device) is :%d\n",buf.st_rdev);

    printf("total size,in bytes is:%d\n",buf.st_size);
    printf("blocksize for filesystem I/O is:%d\n",buf.st_blksize);
    printf("number of blocks allocated is :%d\n",buf.st_blocks);

    printf("time of last access is :%s",ctime(&buf.st_atime));
    printf("time of last modification is :%s",ctime(&buf.st_mtime));
    printf("time of last change is :%s",ctime(&buf.st_ctime));
    return 0;
}

代码本身不难懂；st_mode用八进制格式输出；ctime函数可以把时间值（表示自纪元以来的秒数）转换为人类可读的ASCII字符串形式。

修改文件设置

chmod函数

修改文件的存取权限

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

mode 参数指定新的权限。mode 的取值是一个八进制数字，由不同的位掩码组成。以下是一些常见的 mode 取值：

1. 权限位掩码（三个八进制数字）：

   • User (Owner) Permissions:

     • S_IRUSR (读权限): 00400
     • S_IWUSR (写权限): 00200
     • S_IXUSR (执行权限): 00100

   • Group Permissions:

     • S_IRGRP (读权限): 00040
     • S_IWGRP (写权限): 00020
     • S_IXGRP (执行权限): 00010

   • Others Permissions:

     • S_IROTH (读权限): 00004
     • S_IWOTH (写权限): 00002
     • S_IXOTH (执行权限): 00001

2. 特殊权限位掩码：

   • S_ISUID (Set User ID): 04000
   • S_ISGID (Set Group ID): 02000
   • S_ISVTX (Sticky Bit): 01000

这些位掩码可以通过按位或操作组合在一起，形成完整的 mode 参数。

修改文件的用户id和组id

#include <unistd.h>
int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
int lchown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group);

• path: 文件或目录的路径名。
• owner: 新的所有者的用户ID。
• group: 新的组的ID。

成功返回0，失败返回-1 。

chown系统调用会清除(S_ISUID和S_ISGID)

truncate函数

用于改变文件大小

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path,off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);

将指定文件大小改为length指定的大小。如果原来文件大小比参数大，超过部分会被删除；如果比参数小，文件将被拓展，和lseek类似，拓展部分将以'\0'填充。吐过文件大小被改变了，则文件 的st_mtime和st_ctime将会更新（忘了？回去看stat结构体）

执行成功返回0，发生错误返回-1 。

utime函数

用于改变文件的st_mtime和st_ctime域。

#include <sys/types.h>
#include <utime.h>
int utime (const char *filename,struct utimbuf *buf);
#include <sys/time.h>
int utimes (char *filename,struct timeval *tvp);

struct utimbuf{
time_t actime:/*access time*/
time_t modtime; /*modification time */
};

struct timeval 是表示时间的结构体，在C语言中通常用于处理微秒级别的时间。它的定义如下：

struct timeval { time_t tv_sec; // 秒数

suseconds_t tv_usec; // 微秒数

};

utime 系统调用会把由第一个参数filename指定的文件的存取时间改为第二个参数 buf 的actime域，把修改时间改为第二个参数buf 的modtime域，如果buf是一个空指针，则将存取时间和修改时间都改为当前时间。

用法如下：

 const char *filename = "example.txt";
    struct utimbuf new_times;

    new_times.actime = 1632976800;  // Example access time (in seconds since the epoch)
    new_times.modtime = 1632976900;  // Example modification time (in seconds since the epoch)

    if (utime(filename, &new_times) == -1) {
        perror("utime");
        return 1;
    }

另一个函数用法如下：

 const char *filename = "example.txt";
    struct timeval new_times[2];

    new_times[0].tv_sec = 1632976800;  // Example access time (in seconds since the epoch)
    new_times[1].tv_sec = 1632976900;  // Example modification time (in seconds since the epoch)

    if (utimes(filename, new_times) == -1) {
        perror("utimes");
        return 1;
    }

umask函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
mode_t umask(mode_t mask);

用于设置文件创建时的屏蔽字，并返回以前的值。

在创建一个新文件或目录时，新文件的实际存取权限时如open函数里mode与umask按照

(mode&~umask)的结果，可以理解为mode再去除掉umask。

示例程序2

演示umask函数的运用

#include<iostream>
#include<cstring>
#include <cstdio>
#include<ctime>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<cerrno>
using namespace std;
int main(){
    umask(0);//不屏蔽任何权限
    if(creat("example_681.test",S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO)<0){
        perror("creat");
        exit(1);
    }
    umask(S_IRWXO);//屏蔽 其他用户的所有权限
    if(creat("example_682.test",S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO)<0){
        perror("creat");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

创建第一个文件时，不屏蔽任何权限；

创建第二个文件时，umask设置了S_IRWXO，那么S_IRWXU|S_IRWXG|S_IRWXO的组合就要去掉S_IRWXO这个权限了。

可以看到682文件其他用户的权限都消失了。