Linux系统编程学习笔记（四）文件和目录管理
文件和目录管理：
1、获得文件metadata的Stat家族：
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> int lstat(const char * restrict path, struct stat * restrict buf); int stat(const char *restrict path, struct stat * restrict buf); int fstat(int fd,struct stat *buf);
lstat和stat区别：
对于软链来说：
lstat返回软链本身的状态
stat返回软链所指文件的状态
structstat:
struct stat{
dev_t st_dev; /*包含文件的设备号*/
ino_t st_ino; /*文件inode序列号 */
mode_t st_mode;/*文件的mode*/
nlink_t st_nlink; /*硬链接的数量*/
uid_t st_uid; /*文件的用户id*/
gid_t st_gid; /*文件的goup id*/
off_t st_size;/*文件大小*/
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*/
}例子：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <sys/stat.h>
int isdirectory(char *path) {
struct stat statbuf;
if (stat(path, &statbuf) == -1)
return 0;
else
return S_ISDIR(statbuf.st_mode);
}2、文件权限：
设置文件权限的系统调用：
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int chmod(const char *path, mode_t mode); int fchmod(int fd,mode_t mode);
成功返回0，失败返回-1，并设置errno：
EACCESS：没有搜索path的权限
EBADF：fd不合法的文件描述符（仅fchmod)
EFAULT:path不合法的指针（仅chmod)
EIO：文件系统内部I/O错误
ELOOP：由于symboliclink导致解析path死循环
ENAMETOOLONG：path太长（仅chmod)
ENOENT：path不存在
ENOME：内存不足
ENOTDIR：不是一个目录（仅chmod)
EPERM:进程不是文件的owner或者缺少CAP_FOWNER能力。
EROFS：文件在只读文件系统中。
chomd:
ret = chmod("./map.png",S_IRUSR | S_IWUSR);
if(ret)
perror("chmod");int ret;
ret = fchmod(fd, S_IRUSR | S_IWUSR);
if(ret)
perror("fchmod");3、文件的所有者：
stat结构中st_uid和st_gid提供了文件的所有者和group，一下系统调用可以改变所有者：
#include <sys/types.h> #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);
chown和lchown区别：chown会followsimboliclink，改变link的目标文件，lchmod改变符号链接本身。
成功过返回0，失败返回-1，并设置errno。
struct group *gr;
int ret;
gr = getgrnam("officers");
if(! gr){
perror("getgrnam");
return 1;
}
ret = chmod("manifest.txt",-1,gr->gr_gid);
if(ret){
perror("chmod");
return 1;
}设置为root拥有者：
int make_root_owner(int fd){
int ret;
ret = fchown(fd,0,0);
if(ret)
perror("fchown");
return ret;
}进程需要有CAP_CHOWN能力，也就是必须是root为所有。
4、文件系统Navigation：
1）改变当前的工作目录：
#include <unistd.h> int chdir(const char *path); int fchdir(int fd);
将当前的工作目录指定为path。
例子：
char *dir = "/tmp";
if(chdir(dir) == -1)
perror("Failed to change current working directory to /tmp");2)获得当前工作目录：
getcwd:
#include <unistd.h> char *getcwd(char *buf, size_t size);
例子：
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#ifndef PATH_MAX
#define PATH_MAX 255
#endif
int main(void){
char mycwd[PATH_MAX];
if(getcwd(mycwd,PATH_MAX) == NULL){
perror("Failed to get current working directory");
return 1;
}
printf("Current working directory: %s\n",mycwd);
return 0;
}3)pathconf:
#include <unistd.h> long fpathconf(int fd, int name); long pathconf(const char *path,int name); sysconf(int name);
5、创建目录：
#include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> int mkdir(const char *path, mode_t mode);
成功返回0，失败返回-1，并设置好errno。没有可以递归删除与rm-r等价的系统调用。
如果目录非空，失败设置errno为ENOTEMPTY。
int ret;
ret = rmdir("/home/fuliang/test");
if(ret)
perror("rmdir");6、删除目录：
#include <unistd.h> int rmdir(const char *path);
成功返回0，失败返回-1
7、文件夹访问：
1)opendirclosedir,readdir
#include <dirent.h> DIR *opendir(const char *dirname); struct dirent *readdir(DIR *dirp); int closedir(DIR *dirp); void rewinddir(DIR *dirp);
例子：显示pathname下的文件：
#include <dirent.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]){
struct dirent *direntp;
DIR *dirp;
if(argc != 2){
fprintf(stderr,"Usage %s directory_name\n", argv[0]);
}
if((dirp = opendir(argv[1])) == NULL){
perror("Failed to open directory");
return 1;
}
while((direntp = readdir(dirp)) != NULL)
printf("%s\n", direntp->d_name);
while((closedir(dirp) == -1) && (errno == EINTR)) ;
return 0;
}dirent结构：
struct dirent{
ino_t d_ino; /* inode number */
off_t d_off; /* offset to the next dirent */
unsigned short d_reclen; /* length of this record */
unsigned char d_type; /* type of file */
char d_name[256]; /*filename*/
};POSIX仅需要d_name字段，其他的都是可选的或者是linux特有的。可移植性的程序应该只访问
d_name字段。
从Dir可以获得文件描述符：
#define _BSD_SOURCE #include <sys/types.h> #include <dirent.h> int dirfd(DIR *dir);
这个是BSD的一个扩展，并不是POSIX标准。
2)访问文件的状态信息：
lstat、stat
8、硬链接和软链接：
硬链接：两个path指向同一个inode.
软链接：单独的一个文件，里面存储了链接文件的路径。
1)创建和删除一个硬链接：
#include <unistd.h> int link(const char *path1, const char *path2); int unlink(const char *path);
为有path1指定的文件创建一个新的目录项。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
if (link("/dirA/name1","dirB/name2") == -1)
perror("Failed to make a new link in /dirB");2)创建和删除一个硬链接：
#include <unistd.h> int symlink(const char *path1, const char *path2);
9、拷贝或者移动文件：
拷贝和移动文件时两个最基本的文件操作任务，可以使用shell命令cp和mv来完成。
1、拷贝文件：
Unix没有提供此操作的系统调用或者库来完成拷贝文件和目录，但可以使用cp命令来手工执行这个任务。
拷贝一个文件src到目标dst，要执行的操作步骤：
1、打开src
2、打开dst，创建如果不存在，清空如果存在。
3、将src读取到内存
4、将从src读取到的内容写入dst
5、继续指导所有内容从src写到dst
6、关闭dst
7、关闭src
如果拷贝一个目录，递归拷贝目录本身及其子目录通过mkdir及其采用上面步骤拷贝文件。
2、移动：
Unix提供了移动文件的系统调用。ANSIC使用这个调用来移动文件，POSIX标准将其用于文件和目录。
#include <stdio.h> int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
将路径名称从oldpath改成newpath，内容和inode没有变化。newpath需要在同一文件系统中。
成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
10、创建临时文件：
1)ISOC标准定义了两个标准I/O函数来创建临时文件。
#include <stdio.h> char *tmpnam(char *ptr); /*返回执行路径的指针*/ FILE *tmpfile(void); /*返回文件指针，错误则为NULL*/
tmpnam每次产生一个不同的合法的路径名字。如果ptr是NULL，生成一个存储在静态区域的名字，
并返回指向它的指针，所以如果连续调用两次会覆盖前一次的tmpname。
如果指定了ptr，则它被假设指向一个数组，并且长度不小于L_tmpnam（<stdio.h>中定义）。
例子：
#include <stdio.h>
int main(void){
char name[L_tmpnam],line[MAXLINE];
FILE *fp;
printf("%s\n",tmpnam(NULL));
tmpname(name);
printf("%s\n",name);
if((fp = tmpfile()) == NULL){
perror("tmpfile");
return 1;
}
fputs("one line of output\n",fp);
rewind(fp);
if(fgets(line,sizeof(line),fp) == NULL){
perror("fgets");
return 1;
}
fputs(line,stdout);
return 0;
}2)XSI扩展定义了两个另外的方法来操作临时文件：
#include <stdio.h> char *tempnam(const char *directory, const char *prefix); int mkstemp(char *template);
tempnam和tmpnam一样，但是可以指定目录和前缀来生成临时文件名。
1、如果环境变量定义了TMPDIR，则使用它作为目录。
2、如果directory不为NULL，则使用它。
3、在<stdio.h>中的P_tmpdir作为目录。
4、本地的目录，通常/tmp被作为临时目录。
前缀prefix如果不为NULL，至少5个字节。
生成的名字是通过malloc动态申请的内存，所以要使用free释放。
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]){
if(argc != 3){
pintf("usage: %s <directory> <prefix>",argv[0]);
return 1;
}
printf("%s\n",tempnam(argv[1][0] != ' ' ? argv[1] : NULL, argv[2][0] != ' ' ? argv[2] : NULL));
return 0;
}mkstemp和tmpfile类似，只是返回了文件描述符，并且mkstemp生成的临时文件不会自动清除。
path的后六个字符要设置为XXXXXX，通过替换它来生成不同的名字。
参考：
1、《Linuxsystemprogramming》
2、《Unixsystemprogramming》
3、《AdvancedProgrammingintheUnixEnvironment》