代码编织梦想

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文件管理相关系统编程

重要文件标识

打开文件标识

O_RDONLY:只读方式打开

O_WRONLY:只写方式打开

O_RDWR:可读写方式打开

打开文件操作副标识

O_CREAT:若路径中文件不存在则创建,使用Open函数时需同时指定文件权限

O_EXCL:若与O_CREAT连用,检查文件是否已经存在,若不存在则建立文件存在则返回错误,这使创建和测试成为一个原子操作

O_APPEND:读写文件从文件尾部开始移动,所有写入数据都加入文件尾部

O_TRUNC:若文件存在并且可以写入,此标识会将源文件内容清空

O_NONBLOCK:如果打开或创建文件是管道文件,或一个块特殊文件,一个字符特殊文件,该表示代表后续操作非阻塞

文件权限标志

S_IRUSR:用户读权限

S_IWUSR:用户写权限

S_IXUSR:用户执行权限

S_IRWX:用户读写执行权限

S_IRGRP:用户组读权限

S_IWGRP:用户组写权限

S_IXGRP:用户组执行权限

S_IRWXG:用户组读写执行权限

S_IROTH:其他用户读权限

S_IWOTH:其他用户写权限

S_IXOTH:其他用户执行权限

S_IRWXO:其他用户读写执行权限

S_ISUID:SUID权限

S_ISGID:SGID权限

文件同步输入标识

O_SYNC:每次write都等到物理I/O完成才返回,包括文件属性更新I/O操作完成

O_DSYNC: 每次write都等到物理I/O完成才返回,不包括文件属性更新I/O操作完成

O_RSYNC:使每一个以文件描述符作为参数的read的参数等待,直到任何对文件同一部分进行的写操作都完成

重要函数

文件操作

open

用于打开或创建文件

Int open(文件路径,标识,权限标识)

文件路径:绝对路径与相对路径均可

标识:文件标识与操作副标识以及文件同步标识的结合结合

权限标识:是使用权限标识,也可用数字法标识

返回值:成功返回文件标识符.出错返回-1

creat

用于创建文件

int creat(文件路径,权限标识)

返回值:成功返回文件标识符.出错返回-1

说明:以只写方式打开文件

close

用于关闭文件,当一个进程终止时,内核会自动关闭它打开的所有文件

int close(int fd)

返回值:成功返回0.出错返回-1

sleek

用于设置文件偏移量

off_tsleek(int fd,off_t offset,int whence)

若whence=SEEK_SET,设置当前偏移量为距离文件开始处offset字节

若whence=SEEK_CUR,设置当前偏移量为距离文件当前偏移处offset字节(offset可为正负)

若whence=SEEK_END,设置当前偏移量为文件长度加offset(offset可为正负)

返回值:成功返回新的文件偏移量,失败返回-1(对于管道文件不能设置偏移文件,因此返回-1)

dup|dup2

复制一个现存的文件描述符

Int dup(intfd)

Int dup(intfd1,int fd2)

Fd1为复制的文件描述符源

Fd2为复制的文件描述符目的地

如果fd2文件为关闭应先关闭

返回值:成功返回新的文件描述符,失败返回-1

举例:#include

#include

#include

#include

int main() {

int f = open("output", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0644);

if (f == -1) {

perror("文件创建失败!");

return 0;

}

int newf = dup(f);

write(f, "往文件里写输入!\n", 25);

write(newf, "使用新的文件描述符!\n", 31);

int oldInput = dup(STDOUT_FILENO);

puts("使用标准输出到控制台");

dup2(f, STDOUT_FILENO);

puts("使用标准输出到文件");

dup2(oldInput, STDOUT_FILENO);

puts("还原标准输出到控制台");

return 0;

}

控制台输出:

使用标准输出到控制台

还原标准输出到控制台

output文件内容:

往文件里写输入!

使用新的文件描述符!

使用标准输出到文件

fcnt1

改变已打开文件的文件性质

intfcntl (intfd,intcmd, ...);

主要功能:

1: 复制一个现有描述符:Cmd=F_DUPFD

2:获取/设置文件描述符标注cmd= F_GETFD或F_SETFD

3:获取/设置文件状态标注 cmd=F_GETFL或F_SETFL

4:获取/设置异步I/O所有权 cmd= F_GETOWN或F_SETOWN

5:获取/设置记录锁 cmd= F_GETLK或F_SETLK

Fcntl的文件状态标识

O_RDONLY

O_WRONLY

O_RDWR

O_APPENT

O_NONBLOCK

O_SYNC

O_DSYNC

O_FSYNC

说明:

1:由于 O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR 只能同时存在一个,因此需要用O_ACCMODE取得访问屏蔽位

2:F_SETFL只能设置O_APPENT,O_NONBLOCK,O_SYNC,O_DSYNC,O_FSYNC

举例:#include

#include

#include

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

int fd = open("fcnt", O_RDWR | O_APPEND|O_SYNC );

printf("文件描述符=%d\n", fd);

int flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0);

switch (flag & O_ACCMODE) {

case O_RDWR:

printf("O_RDWR\n");

break;

case O_RDONLY:

printf("O_RDONLY\n");

break;

case O_WRONLY:

printf("O_WRONLY\n");

break;

default:

printf("default\n");

break;

}

if (flag & O_APPEND) {

printf("O_APPEND\n");

}

#if defined (O_SYNC)

if (flag & O_SYNC) {

printf("O_SYNC\n");

}

#endif

if (flag & O_NONBLOCK) {

printf("O_NONBLOCK\n");

}

close(1);

fcntl(fd,F_DUPFD,1);

puts("通过标准输出写到文件\n");

return 0;

}

控制台输出

文件描述符=3

O_RDWR

O_APPEND

O_SYNC

sync|fsync|fdatasync

当数据写入文件时,内核通常先将数据复制到一个缓冲区中,如果该缓冲区尚未写满,则不将其排入输出队里,直到其写满或者内核需要使用这块缓冲区做其他使用,这种方式叫做延迟写

好处是,可以减少IO操作,但是带来的风险就是系统发生故障时,会造成数据的丢失

总结起来,数据写入文件分为以下3步:

1.写入缓冲区

2.缓冲区数据排入输出队里

3.将缓冲区数据写入磁盘

voidsync (void)

将缓冲区排入输出队里后返回

intfsync (int__fd);

等待数据写入磁盘并且文件属性更新后返回

intfdatasync (int__fildes);

等待数据写入磁盘返回

access

测试实际用户是否有相应权限

intaccess (constchar*name,intmode)

mode:

R_OK:测试读权限

W_OK:测试写权限

X_OK:测试执行权限

F_OK:测试文件是否存在

文件链接

文件链接分为2种情况

1.硬链接:不会产生新的INODE,IBLOCK,只是在原有数据连接数上+1

不能跨文件系统使用

硬链接目录需要ROOT权限

2.软链接:产生的INODE,IBLOCK,新的IBLOCK记录链接的内容

可以跨文件系统使用

对于软链接来说,有些函数时直接作用链接文件本身,有些函数则跟随源文件链接到源文件

函数不跟随符号链接跟随符号链接

access√

chdir√

chmod√

chown√√

creat√

exec√

lchown√

link√

lstat√

open√

opendir√

pathconf√

readlink√

remove√

rename√

stat√

truncate√

unlink√

link|unlink

创建文件的硬链接

intlink (constchar*__from,constchar*__to)

删除一个文件

intunlink (constchar*__name)

说明:对于硬链接来说unlink只是删除文件链接符,文件实际数据的连接数-1,如果为文件实际数据0则在所有进程关闭对此文件连接时删除

举例#include

#include

#include

#define BUFFER_SIZE 409600

int printfilestat(int fd, struct stat *buf) {

int results = fstat(fd, buf);

if (results == -1) {

perror("文件属性获取失败");

return -1;

}

printf("文件连接数是=%d\n", buf->st_nlink);

return 0;

}

int main() {

int fd = open("linkfile", O_RDWR, 0777);

if (fd == -1) {

perror("文件打开失败");

return -1;

}

struct stat buf;

printfilestat(fd, &buf);

if (link("linkfile", "newlinkfile") == 0) {

puts("链接文件创建成功");

}

printfilestat(fd, &buf);

if (unlink("newlinkfile") == 0) {

puts("newlinkfile文件删除成功");

}

printfilestat(fd, &buf);

if (unlink("linkfile") == 0) {

puts("linkfile文件删除成功");

}

printfilestat(fd, &buf);

sleep(30);

close(fd);

puts("关闭文件!");

sleep(-1);

return 0;

}

控制台输出

文件连接数是=1

链接文件创建成功

文件连接数是=2

newlinkfile文件删除成功

文件连接数是=1

linkfile文件删除成功

文件连接数是=0

è虽然文件连接数为0但是文件数据没有被删除,需要等待所有进程都close该文件才会被从磁盘删除

tkf@tkf:~/workspace/FileOperator$ ll linkfile ;df ./

-rwxrwxr-x 1 tkf tkf 4096005月9 16:34linkfile*

文件系统1K-blocks已用可用已用%挂载点

/dev/sda128768380 17972780931121266% /

执行程序

tkf@tkf:~/workspace/FileOperator$ df ./

文件系统1K-blocks已用可用已用%挂载点

/dev/sda128768380 17972784931120866% /

linkfile, newlinkfile文件符号连接删除,因此可用资源变多了

sleep(30)

tkf@tkf:~/workspace/FileOperator$df ./

文件系统1K-blocks已用可用已用%挂载点

/dev/sda128768380 17972344931164866% /

执行了close,因此在无进程来接到数据,所以文件数据被释放,可用资源再一次变多了

symlink|readlink

创建一个软链接

intsymlink (constchar*__from,constchar*__to)

返回值:成功返回0,失败返回-1

打开软链接文件

ssize_treadlink (constchar*__restrict__path,

char*__restrict__buf,size_t__len)

返回值:成功返回0,失败返回-1

文件状态和属性

获取文件状态

Int fstat(文件标识符,struct stat *buf)

Int lstat(文件路径,struct stat *buf)

Int stat(文件路径,struct stat *buf)

文件路径:绝对路径与相对路径均可

文件标识符:文件创建或打开时返回的文件标示符

struct stat *buf:文件属性结构体

返回值:成功返回0,失败返回-1

说明:stat和lstat的区别:当文件是一个符号链接时,lstat返回的是该符号链接本身的信息;而stat返回的是该链接指向的文件的信息

stat结构体成员意义

struct stat {

dev_t       st_dev;  文件所在设备的ID

ino_t       st_ino;   与该文件关联的inode

mode_t      st_mode;

nlink_t     st_nlink;   /* 链向此文件的连接数(硬连接)*/

uid_t       st_uid;  文件属主的UID号

gid_t       st_gid;    文件属主的GID号

dev_t       st_rdev;    设备号,针对设备文件

off_t       st_size;    文件大小

blksize_t   st_blksize; 系统块的大小(IO缓冲区适合大小)

blkcnt_t    st_blocks; 文件所占块数

time_t      st_atime;

time_t      st_mtime;

time_t      st_ctime;

}

st_mode标志

文件类型标志:

S_IFBLK:文件是一个特殊的块设备

S_IFDIR:文件是一个目录

S_IFCHR:文件是一个特殊的字符设备

S_IFIFO:文件是一个FIFO设备

S_IFREG:文件是一个普通文件(REG即使regular啦)

S_IFLNK:文件是一个符号链接

其他模式标志:

S_ISUID:文件设置了SUID位

S_ISGID:文件设置了SGID位

S_ISVTX:文件设置了SBIT位

用于解释st_mode标志的掩码:

S_IFMT:文件类型

S_IRWXU:属主的读/写/执行权限,可以分成S_IXUSR,S_IRUSR, S_IWUSR

S_IRWXG:属组的读/写/执行权限,可以分成S_IXGRP,S_IRGRP, S_IWGRP

S_IRWXO:其他用户的读/写/执行权限,可以分为S_IXOTH,S_IROTH, S_IWOTH

确定文件类型

S_ISBLK:测试是否是特殊的块设备文件

S_ISCHR:测试是否是特殊的字符设备文件

S_ISDIR:测试是否是目录(我估计find .-type d的源代码实现中就用到了这个宏)

S_ISFIFO:测试是否是FIFO设备

S_ISREG:测试是否是普通文件

S_ISLNK:测试是否是符号链接

S_ISSOCK:测试是否是socket

文件权限

umask

设置文件权限屏蔽字

mode_tumask (mode_t__mask)

chmod|lchmod|fchmod

设置文件权限

intchmod (constchar* file,__mode_tmode)

intlchmod (constchar* file,__mode_tmode)

intfchmod (intfd,mode_tmode)

chown|fchown|lchown

设置文件所属用户及用户组

intchown (constchar*__file,__uid_t__owner,__gid_t__group)

intfchown (int__fd,__uid_t__owner,__gid_t__group)_

intlchown (constchar*__file,__uid_t__owner,__gid_t__group)

目录操作

创建目录

Int mkdir(路径,权限)

路径:绝对路径相对路径均可

权限:以数字形式表示的权限

返回值:成功返回0,失败返回-1

进入|获取工作目录

进入工作目录

Int chdir(路径)

路径:绝对路径相对路径均可

返回值:成功返回0,失败返回-1

Int fchdir(intfiledes)

返回值:成功返回0,失败返回-1

获取工作目录

char*getcwd (char*__buf,size_t__size)

返回值:当前工作目录

子目录流操作

打开目录,获得子目录流指针

DIR*opendir(char *name)

读取子目录

structdirent* readdir((DIR *dirp)

返回子目录流里的当前位置

longint telldir(DIR* drip)

设置子目录流的当前数据项指针

voidseekdir(DIR* drip,long int loc)

关闭子目录流

DIR*opendir(DIR* drip)

删除目录或文件

删除目录:intrmdir(路径)

删除文件:intunlink(路径)

返回值:成功返回1,失败返回-1

综合例子#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

typedefenum {

false = 0, true = 1

} bool;

voidprintFileInfo(struct stat* buf) {

bool userall = false;

printf("文件权限是:%o. 详细信息如下:\n", (buf->st_mode& 0x0fff));

if (buf->st_mode& S_IRWXU) {

userall = true;

printf("所有者拥有读写执行权限\n");

}

if (buf->st_mode& S_IRWXG) {

printf("用户组拥有读写执行权限\n");

}

if (buf->st_mode& S_IRWXO) {

printf("其他人拥有读写执行权限\n");

}

if (userall) {

if (buf->st_mode& S_IRUSR) {

printf("所有者拥有读权限\n");

}

if (buf->st_mode& S_IWUSR) {

printf("所有者拥有写权限\n");

}

}

if (buf->st_mode& S_IFREG) {

printf("文件是一个普通文件\n");

}

if (buf->st_mode& S_ISUID) {

printf("文件设置了SUID权限\n");

}

if (buf->st_mode& S_ISGID) {

printf("文件设置了GUID权限\n");

}

printf("UID=%d\n", buf->st_uid);

printf("GID=%d\n", buf->st_gid);

printf("占用block=%ld\n", buf->st_blocks);

printf("block大小=%ld\n", buf->st_blksize);

printf("最后访问时间=%ld\n", buf->st_atim.tv_sec);

printf("最后状态更新时间=%ld\n", buf->st_ctim.tv_sec);

printf("最后修改时间=%ld\n", buf->st_mtim.tv_sec);

}

intOpenFile(constchar *fpath) {

unlink(fpath);

int f = open(fpath, O_RDWR);

if (f == -1) {

f = creat(fpath, S_IWUSR | S_IRUSR);

if (f != -1) {

printf("创建一个文件\n");

} else {

printf("无法创建文件\n");

return -1;

}

} else {

printf("文件打开成功\n");

}

return f;

}

voidscan_dir(constchar* dir, int depth) {

DIR *dp;

struct dirent* entry;

if ((dp = opendir(dir)) == NULL) {

printf("无法打开目录:%s\n", dir);

return;

}

struct stat statbuf;

chdir(dir);

while ((entry = readdir(dp)) != NULL) {

constchar* name = entry->d_name;

lstat(name, &statbuf);

if (S_IFDIR & statbuf.st_mode) {

if (strcmp(".", entry->d_name) == 0

|| strcmp("..", entry->d_name) == 0) {

continue;

}

printf("%*s%s:%o\n", depth, "", entry->d_name,

(statbuf.st_mode& 0x0fff));

scan_dir(entry->d_name, depth + 4);

} else {

printf("%*s%s:%o\n", depth, "", entry->d_name,

(statbuf.st_mode& 0x0fff));

}

}

chdir("..");

closedir(dp);

}

intmain() {

constchar *fpath = "test";

int f = OpenFile(fpath);

struct stat *buf = malloc(sizeof(struct stat));

fstat(f, buf);

printf("===================================================\n");

printFileInfo(buf);

printf("===================================================\n");

close(f);

sleep(1);

chmod("test", 7777);

printf("更改文件权限为7777\n");

stat("test", buf);

printf("===================================================\n");

printFileInfo(buf);

printf("===================================================\n");

free(buf);

printf("==================扫描文件夹============================\n");

scan_dir("/home", 0);

umask(0011);

mkdir("/tmp/mydir", 0777);

creat("/tmp/mydir/myfile", 0777);

printf("==================扫描文件夹==========================\n");

scan_dir("/tmp/mydir", 0);

chdir("/tmp");

unlink("mydir/myfile");

rmdir("mydir");

return 0;

}

执行结果

创建一个文件

===================================================

文件权限是:600.详细信息如下:

所有者拥有读写执行权限

所有者拥有读权限

所有者拥有写权限

文件是一个普通文件

UID=0

GID=0

占用block=8

block大小=4096

最后访问时间=1397539372

最后状态更新时间=1397539372

最后修改时间=1397539372

===================================================

更改文件权限为7777

===================================================

文件权限是:7141.详细信息如下:

所有者拥有读写执行权限

用户组拥有读写执行权限

其他人拥有读写执行权限

文件是一个普通文件

文件设置了SUID权限

文件设置了GUID权限

UID=0

GID=0

占用block=8

block大小=4096

最后访问时间=1397539372

最后状态更新时间=1397539373

最后修改时间=1397539372

===================================================

==================扫描文件夹============================

.bashrc:644

.bash_logout:644

.mozilla:755

extensions:755

plugins:755

.nautilus:755

metafiles:700

目录创建成功

文件创建成功

==================扫描文件夹==========================

myfile:766

文件删除成功

目录删除成功