unix基础编程(3)--文件和目录

文件和目录

stat, fstat, fstatat 和 lstat

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

       int stat(const char *path, struct stat *buf);
       int fstat(int fd, struct stat *buf);
       int lstat(const char *path, struct stat *buf);
SYNOPSIS
      #include <fcntl.h> /* Definition of AT_* constants */
      #include <sys/stat.h>

      int fstatat(int dirfd, const char *pathname, struct stat *buf,
                  int flags);

关于结构 stat

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 filesystem 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 */
};

文件类型

• 1 普通文件
• 2 目录文件
• 3 块特殊文件(block special file).这种类型的文件提供对设备(如磁带)带缓冲的访问,每次访问以固定长度为单位进行.
• 4 字符特殊文件.这种类型的文件提供对设备不带缓冲的访问,每次访问长度是可变的.
• 5 FIFO 这种类型的文件用于进程间通信.
• 6 socket 用于进程间网络通信
• 7 符号链接

文件类型信息包含在stat结构的st_mode中

宏	文件类型
S_ISREG()	普通文件
S_ISDIR()	目录文件
S_ISCHR()	字符特殊文件
S_ISBLK()	块特殊文件
S_ISFIFO()	管道文件
S_ISLINK()	符号链接
S_ISSOCK()	套接字

POSIX.1允许实现将进程间通信(IPC)对象说明文件,使用stat结构中确定IPC对象类型,参数是指向stat结构的指针.
| 宏 | 对象类型 |
| ————- |:————-:|
| S_TYPEISMQ() | 消息队列 |
| S_TYPEISEM() | 信号量 |
| S_TYPEISSHM() | 共享存储对象 |

设置用户ID与组ID

一个进程相关联的ID有6个或者更多

| S_TYPEISMQ() | 消息队列 |
| S_TYPEISEM() | 信号量 |
| S_TYPEISSHM() | 共享存储对象 |

设置用户ID和设置组ID

实际用户ID
实际组ID

有效用户ID
有效组ID
附属组ID

保存的设置用户ID
保存的设置组ID 由exec函数保存

• 实际用户ID和实际组ID标识我们究竟是谁,这两个字段在登录时,取自哦令文件

• 有效用户,有效组ID以及附属组ID决定了我们的文件访问权限

• 保存的设置用户ID和保存的设置组ID在执行一个程序时,包含了一个有效用户ID和有效组ID的副本.

每一个文件有一个所有者和组所有者,所有者由stat结构中的st_uid指定,组所有者有st_git指定.

当执行一个程序文件时,进程的有效用户ID通常就是实际用户ID,有效组ID是实际组ID,但是可以在文件模式字std_mode中设置一个特殊标志,其含义是”当执行文件时,将进程的有效用户ID设置为文件所有者用户ID”,与此类似,文件模式字中可以设置的另一位,它将执行文件的有效组ID设置未文件的组所有者ID.
可以使用S_ISUID和S_ISGID测试

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

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


int main(int argc, char **argv) {
	int i;
	struct stat buf;
	char *ptr;

	for(i = 1; i < argc; i++) {
		printf("%s, ", argv[i]);
		if (lstat(argv[i], &buf) < 0) {
			printf("lstat error\n");
			continue;
		}

		if (S_ISREG(buf.st_mode)) {
			ptr = "regular";
		} else if (S_ISDIR(buf.st_mode)) {
			ptr = "dirctory";
		} else if (S_ISCHR(buf.st_mode)) {
			ptr = "char special";
		} else if(S_ISBLK(buf.st_mode)) {
			ptr = "kuai te shu";
		} else if(S_ISFIFO(buf.st_mode)) {
			ptr = "FIFO";
		} else if (S_ISLNK(buf.st_mode)) {
			ptr = "Link";
		} else if(S_ISSOCK(buf.st_mode)) {
			ptr = "SOCKET";
		} else {
			ptr = "UNKONWN";
		}

		if (buf.st_mode & S_ISUID) {
			printf("suid\n");
		}
		if (buf.st_mode & S_ISGID) {
			printf("sgid\n");
		}

		printf("%s\n", ptr);
 	}
 	exit(0);
}

output:

./a.out /usr/bin/passwd
/usr/bin/passwd, suid
regular

文件访问权限

st_mode也包含了文件的访问权限.
S_IRUSR 用户读
S_IWUSR 用户写
S_IXUSR 用户执行

S_IRGRP 组读
S_IWGRP 组写
S_IXGRP 组执行

S_IROTH 其他读
S_IWOTH 其他写
S_IXOTH 其他执行

规则一,当我们用名字打开任一类型的文件时,对名字中包含的每一个目录,包括.和..都应该具有执行权限,目录的执行权限对应于搜索位.
对目录而言,读权限和执行权限的区别:
读权限允许我们读目录,获取该目录中所有文件列表名.
当一个目录是我们要访问的文件路径名的一个组成部分时,对该目录的执行权限使我们可以通过该目录.

>ll /var/log -d
drwxrwxr-x 20 root syslog 4096  7月  6 09:05 /var/log
sudo chmod 774 /var/log
>ll /var/log -d
drwxrwxr-- 20 root syslog 4096  7月  6 09:05 /var/log

结果:

ll /var/log/dmesg
ls: cannot access /var/log/dmesg: Permission denied
/var >cd log
cd: permission denied: log

可以ls,但是不能cd

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <errno.h>

extern int errno ;

int main(int argc, char** argv) {

	if (argc < 2) {
		printf("usage a.out <dirname>\n");
		exit(-1);
	}

	DIR *dptr = NULL;
	struct dirent *entry;

    if ((dptr = opendir(argv[1])) == NULL) {

    	perror("Error:");
    } else {
    	while (entry = readdir(dptr)) {
    		printf("%s\n", entry->d_name);
    	}
    	closedir(dptr);
    }

	return 0;
}

因为对其他人都取消了执行权限,所以其他人无法通过该目录了.

为了在目录中创建一个新文件,需要有写和执行的权限

为了删除一个现有文件文件,必须对包含该文件的目录有写权限和执行权限,对该文件本身则不需要读写权限

如果用7个exec函数中的任何一个执行文件,必须对该文件具有执行权限,并且该文件为普通文件.

新文件和目录的所有权

新文件的用户ID设置为进程的有效用户ID,
新文件的组ID:可以是进程的有效组ID;也可以是所在目录的组ID.

在ubuntu下是哪种情况?
使用sudo,改变进程的有效用户,发现组ID是进程的有效组ID.
在Mac里面则是所在目录的组ID

函数access和faccessat

当open函数打开一个文件时,内核以进程的有效用户ID和有效组ID为基础进行访问权限测试.有时候,进程也希望按照实际用户ID和实际组ID来测试其访问能力.可以使用这两个函数.

SYNOPSIS
       #include <unistd.h>

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

umask函数

为一个进程设置文件模式创建屏蔽字,在进程创建一个新文件或者目录.参数是设置的umask值,返回的是之前的umask值.

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

       mode_t umask(mode_t mask);

函数chmod, fchmod和fchmodat

SYNOPSIS
       #include <sys/stat.h>

       int chmod(const char *path, mode_t mode);
       int fchmod(int fd, mode_t mode);

为了能够改变一个文件的权限位,进车个的有效用户ID必须等于文件的所有者ID.

粘着位(sticky bit)

允许目录设置,如果对一个目录设置了粘着位,只有对该目录具有写权限的用户并且满足下列条件之一,才能删除或者重命名该目录下的文件.

• 拥有此文件
• 拥有此目录
• 是超级用户

/tmp和/var/tmp设置了粘着位,任何用户都可以创建目录,但其他人无法删除.

chown,fchown,fchownat, lchown

文件长度

其他一些操作

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


int main(int argv, char ** args) {
	if(argv > 1) {
		const char * FILENAME = args[1];
		int r_fd = open(FILENAME, O_RDWR);
		printf("%d\n", r_fd);

		off_t offeset = 2;
		int ft_res = ftruncate(r_fd, offeset);
		close(r_fd);

	} else {
		printf("%s <filename>\n", args[0]);
	}
	return 0;
}

fstat 获取文件的状态
stat(const char *path, struct stat *buf)
fstat(int fd, struct stat *buf)
lstat(const char *path, struct *buf) //链接文件
返回：

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 */ 文件的大小
          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 */
      };