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Linux stat函数和stat命令

stat函数和stat命令

linux文件里的【inode = index node】解释：要理解inode必须了解磁盘和【目录项】，inode实际是连接【目录项】和磁盘的中间物质。

图里的大圈代表硬件的磁盘，里面的小圈代表某个文件存储在磁盘上了。
【inode = index node】的node（承载node信息的结构体是：stat，stat的定义在后面）里面有：
- 文件大小
- 文件的最后修改时间
- 文件的所属用户
- 文件的权限
- 硬链接计数(ls -l 显示出来的数字)
- 块位置：指定文件存储在磁盘的具体位置。
下图中的hello是个普通文件，hello.hard是hello的硬链接
文件夹里放的就是每个文件的【目录项】如下图，【目录项】里有：
- 文件名
- 该目录项的大小
- 文件的类型
- inode

如何查看文件的【inode】呢？使用【-i】选项
```
ls -li 文件名
```
执行结果：
```
ys@ys-VirtualBox:~/lianxi1$ ls -li hello hello.hard 3801352 -rw-rw-r-- 2 ys ys 0 4月  24 11:01 hello3801352 -rw-rw-r-- 2 ys ys 0 4月  24 11:01 hello.hard
```
发现hello和hello.hard的inode（3801352）是相同的，也就说明了，只在磁盘上存了一份。
如何查看目录项呢？用emacs或者vim打开目录（lianxi1），截图如下。但是看不到文件的【inode】。

1，stat函数：取得指定文件的文件属性，文件属性存储在结构体stat里。

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);int fstat(int fd, struct stat *statbuf);int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

struct stat 结构体：

struct stat {dev_t st_dev; /* ID of device containing file */ino_t st_ino; /* Inode number */mode_tst_mode;/* File type and mode */nlink_tst_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; /* Block size for filesystem I/O */blkcnt_t  st_blocks;  /* Number of 512B blocks allocated *//* Since Linux 2.6, the keel supports nanosecond  precision for the following timestamp fields.  For the details before Linux 2.6, see NOTES. */struct timespec st_atim;  /* Time of last access */struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */#define st_atime st_atim.tv_sec  /* Backward compatibility */#define st_mtime st_mtim.tv_sec#define st_ctime st_ctim.tv_sec};

st_dev：设备ID，不太常用
st_ino：【inode】，【inode】是啥？不知道就看上面关于【inode】的解释
st_mode：文件的类型和权限，共16位，如下图。
- 0-11位控制文件的权限
- 12-15位控制文件的类型
0-2比特位：其他用户权限

3-5比特位：组用户权限

6-8比特位：本用户权限

9-11比特位：特殊权限

12-15比特位：文件类型（因为文件类型只有7中，所以用12-14位就够了

文件类型的宏如下（下面的数字是8进制）：

S_IFSOCK 0140000 socket
S_IFLNK 0120000 symbolic link（软连接）
S_IFREG 0100000 regular file（普通文件）
S_IFBLK 0060000 block device（块设备文件）
S_IFDIR 0040000 directory（目录）
S_IFCHR 0020000 character device（字符设备文件）
S_IFIFO 0010000 FIFO（管道）

判断文件类型的函数，返回true，false  S_ISREG(stat.st_mode)  is it a regular file?S_ISDIR(stat.st_mode)  directory?S_ISCHR(stat.st_mode)  character device?S_ISBLK(stat.st_mode)  block device?S_ISFIFO(m) FIFO (named pipe)?S_ISLNK(stat.st_mode)  symbolic link?  (Not in POSIX.1-1996.)S_ISSOCK(stat.st_mode) socket?  (Not in POSIX.1-1996.)

文件权限的宏如下：

S_ISUID 04000set-user-ID bitS_ISGID 02000set-group-ID bit (see below)S_ISVTX 01000sticky bit (see below)S_IRWXU 00700owner has read, write, and execute permissionS_IRUSR 00400owner has read permissionS_IWUSR 00200owner has write permissionS_IXUSR 00100owner has execute permissionS_IRWXG 00070group has read, write, and execute permissionS_IRGRP 00040group has read permissionS_IWGRP 00020group has write permissionS_IXGRP 00010group has execute permissionS_IRWXO 00007others (not in group) have read,  write,  andexecute permissionS_IROTH 00004others have read permissionS_IWOTH 00002others have write permissionS_IXOTH 00001others have execute permission

st_nlink：硬连接计数
st_uid：这个文件所属用户的ID
st_gid：这个文件所属用户的组ID
st_rdev：特殊设备的ID，不太常用
st_size：文件的大小
st_blksize：不明是干啥的
st_blocks：不明是干啥的
struct timespec st_atim：最后访问的时间
struct timespec st_mtim：最后修改的时间

struct timespec st_ctim：最后状态改变的时间

struct timespec {	__keel_time_t	tv_sec;	 /* seconds */当前时间到1970.1.1 00:00:00的秒数	long		tv_nsec;	/* nanoseconds *//纳秒数（不知道从哪到哪的）};1s  秒= 1000ms 毫秒1ms 毫秒 = 1000us 微秒1us 微秒 = 1000ns 纳秒

pathname：文件名

返回值：0代表成功；-1代表失败，并设置error

例子：statbuf是结构体stat，可以看出来st_mode是个10进制的数字。

st_mode

用gdb显示st_mode，发现返回的st_mode是个10进制的数字，用gdb的【p/o】(o代表用8进制表示)命令把10进制的33204转换成了8进制的【0100664】，第一个0代笔是8进制，后三位的【100】代表文件类型，从上面的说明可以看出来【100】代表普通文件，最后三位的【664】代表这个文件的权限（本用户：rw-，组用户：rw-，其他用户：r--）。所以从st_mode里就可以得知文件的类型和权限设置（只使用了16个比特位，真的好节省空间，牛逼！）
st_uid
st_gid

发现st_uid和st_gid是1000，但这个1000怎么和用户对应上呢，查看/etc/passwd文件，发现用于ys的uid和gid都是1000，所以就对应上了。

stat命令，是stat函数对应，执行结果如下：

ys@ys-VirtualBox:~/lianxi1$ stat hello  File: hello  Size: 11	Blocks: 8  IO Block: 4096regular fileDevice: 801h/2049d	Inode: 3801352 Links: 2Access: (0764/-rwxrw-r--)  Uid: ( 1000/  ys)Gid: ( 1000/  ys)Access: 2019-04-24 17:02:39.199461489 +0800Modify: 2019-04-24 16:54:16.407461489 +0800Change: 2019-04-24 17:03:44.927461489 +0800

2，getpwuid函数：返回/etc/passwd文件里指定uid的行，把这一行的信息放入结构体passwd中。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。

#include <sys/types.h>#include <pwd.h>struct passwd *getpwnam(const char *name);struct passwd *getpwuid(uid_t uid);struct passwd {  char*pw_name;/* useame */  char*pw_passwd; /* user password */  uid_tpw_uid;/* user ID */  gid_tpw_gid;/* group ID */  char*pw_gecos;  /* user information */  char*pw_dir;/* home directory */  char*pw_shell;  /* shell program */};

3，getgrgid函数：返回/etc/group文件里指定gid的行，把这一行的信息放入结构体group中。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。

#include <sys/types.h>#include <grp.h>struct group *getgam(const char *name);struct group *getgrgid(gid_t gid);struct group {  char*gr_name;/* group name */  char*gr_passwd;  /* group password */  gid_tgr_gid; /* group ID */  char  **gr_mem; /* NULL-terminated array of pointers to names of group members */};

4，localtime函数：传入从stat函数里得到的st_mtim.tv_sec(当前时间到1970.1.1 00:00:00的秒数)，得到结构体tm。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。

#include <time.h>struct tm *localtime(const time_t *timep);struct tm {  int tm_sec;/* Seconds (0-60) */  int tm_min;/* Minutes (0-59) */  int tm_hour;/* Hours (0-23) */  int tm_mday;/* Day of the month (1-31) */  int tm_mon;/* Month (0-11) */  int tm_year;/* Year - 1900 */  int tm_wday;/* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */  int tm_yday;/* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */  int tm_isdst;  /* Daylight saving time */};

5，lstat函数：stat碰到软链接，会追述到源文件，穿透；lstat并不会穿透。

例子：模仿ls -l 文件

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <pwd.h>//getpwuid#include <stdlib.h>#include <time.h>//localtime#include <grp.h>//getgrgidint main(int argc, char* argv[]){  struct stat sbuf;  //stat(argv[1], &sbuf);  lstat(argv[1], &sbuf);  char str[11] = {0};  memset(str, '-', (sizeof str - 1));  //文件类型  if(S_ISREG(sbuf.st_mode))  str[0] = '-';  if(S_ISDIR(sbuf.st_mode))  str[0] = 'd';  if(S_ISCHR(sbuf.st_mode))  str[0] = 'c';  if(S_ISBLK(sbuf.st_mode))  str[0] = 'b';  if(S_ISFIFO(sbuf.st_mode)) str[0] = 'p';  if(S_ISLNK(sbuf.st_mode))  str[0] = 'l';  if(S_ISSOCK(sbuf.st_mode)) str[0] = 's';  //本用户的文件权限  if(sbuf.st_mode & S_IRUSR) str[1] = 'r';  if(sbuf.st_mode & S_IWUSR) str[2] = 'w';  if(sbuf.st_mode & S_IXUSR) str[3] = 'x';//本用户的组的文件权限  if(sbuf.st_mode & S_IRGRP) str[4] = 'r';  if(sbuf.st_mode & S_IWGRP) str[5] = 'w';  if(sbuf.st_mode & S_IXGRP) str[6] = 'x';//其他用户的文件权限  if(sbuf.st_mode & S_IROTH) str[7] = 'r';  if(sbuf.st_mode & S_IWOTH) str[8] = 'w';  if(sbuf.st_mode & S_IXOTH) str[9] = 'x';  char ymd[20] = {0};  //取得日期和时间  struct tm* tm = localtime(&sbuf.st_atim.tv_sec);  sprintf(ymd, "%2d月  %2d %02d:%02d", tm->tm_mon + 1, tm->tm_mday,	  tm->tm_hour + 1,tm->tm_sec);  //-rw-r--r-- 1 ys ys 134 4月  25 09:21 st2.c  printf("%s %ld %s %s %ld %s %s\n", str, sbuf.st_nlink,	 getpwuid(sbuf.st_uid)->pw_name, getgrgid(sbuf.st_gid)->gr_name,	 sbuf.st_size, ymd, argv[1]);  retu 0;}

6，access函数：判断调用程序的用户对于指定文件的权限（可读？可写？可执行？）

#include <unistd.h>int access(const char *pathname, int mode);

pathname：文件
mode
- R_OK：可读？
- W_OK：可写？
- X_OK：可执行？
- F_OK：文件存在？
返回值
- 查询的权限存在或者文件存在：返回0。
- 查询的权限不存在或者文件不存在：返回-1。

例子：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>//accessint main(int argc, char* argv[]){  if(access(argv[1], R_OK) == 0)printf("read ok\n");  if(access(argv[1], W_OK) == 0)printf("write ok\n");  if(access(argv[1], X_OK) == 0)printf("exe ok\n");  if(access(argv[1], F_OK) == 0)printf("exists\n");}

先用ls -l 查看/usr/include/time.h文件的权限，结果如下

ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ ls -l /usr/include/time.h-rw-r--r-- 1 root root 10360 4月  17  2018 /usr/include/time.h

用ys用户执行例子程序，查看/usr/include/time.h文件,结果如下。因为time.h是属于root用户的，对于其他用户来说是[r--]，所以得出下面的结果。
```
ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ ./ac /usr/include/time.hread okexists
```
还是用ys用户执行，但是加上sudo，结果如下。发现结果和root用户相同。因为加了sudo，就编程了root用户。
```
ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ sudo ./ac /usr/include/time.h[sudo] password for ys: read okwrite okexists
```

7，truncate函数：截断文件和扩展文件的大小

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

path：文件
length：
- length大于原来文件的大小，则扩展文件的大小至length
- length小于原来文件的大小，则截断文件的大小至length

8，link函数：创建硬链接

#include <unistd.h>int link(const char *oldpath, const char *newpath);

返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置ero。

9，symlink函数：创建软链接

#include <unistd.h>int symlink(const char *target, const char *linkpath);

返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置ero。

10，readlink函数：找到软链接对应的实际文件，把文件的名字放入buf里。注意：硬链接不行。

#include <unistd.h>ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);

返回值：成功返回写入buf的字节数，失败返回-1，并设置ero。

11，unlink函数：删除软硬链接，也可以删除文件。

#include <unistd.h>int unlink(const char *pathname);

返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置ero。

有个特殊用法：下面的open代码想要创建hello文件，然后直接用unlink删除，但是能写入成功，ret是大于0的，程序执行完，发现没有做成hello文件。

结论：当执行unlink后，计数为0后，但，发现别的进程还引用这个文件，这个时间点，unlink不会删除这个文件，等这个进程结束后，再删除，所以下面的write代码能够写入成功。
利用这个特点可以实现：在线观看视频时，实际是把视频文件下载到了本地（然后代码里，使用unlink），看完后视频文件的计数为0，就自动删除了，不怕视频被泄露出去。

#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(){  int fd = open("hello", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);  unlink("hello");  int ret = write(fd, "aaa", 4);  if(ret > 0){printf("write OK\n");  }  }

12，chown函数：改变文件的所属用户和组

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

pathname：文件
owner：用户ID（数字的）/etc/passwd
group：组ID（数字的）/etc/group
返回值：0成功，-1失败。

13，rename函数：重命名

#include <stdio.h>int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

oldpath ：原来的文件名后者目录
newpath：新的文件名后者目录
返回值：0成功，-1失败。

14，getcwd函数：获得当前工作的目录

#include <unistd.h>char *getcwd(char *buf, size_t size);

buf：当前工作的目录
size：缓冲区大小
返回值：
- 成功返回当前工作的目录
- 失败返回NULL

15，chdir函数：改变进程的工作目录

#include <unistd.h>int chdir(const char *path);

path：目标工作目录
返回值：0成功，-1失败

16，mkdir函数：创建目录

#include <sys/stat.h>#include <sys/types.h>int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

pathname：目标工作目录
mode：mode & ~umask & 0777 。注意,如果没有x权限，则无法cd进入这个目录。
返回值：0成功，-1失败

17，rmdir函数：删除目录，目录必须是空目录，也就是里面没有任何文件。

#include <unistd.h>int rmdir(const char *pathname);

18，opendir函数：打开目录

#include <sys/types.h>#include <dirent.h>DIR *opendir(const char *name);

name：目录名
返回值：a pointer to the directory stream

19，readdir函数：读目录

#include <dirent.h>struct dirent *readdir(DIR *dirp);struct dirent {  ino_t  d_ino;/* Inode number */  off_t  d_off;/* Not an offset; see below */  unsigned short d_reclen;/* Length of this record */  unsigned char  d_type;  /* Type of file; not supported by all filesystem types */  chard_name[256]; /* Null-terminated filename */};

dirp：opendir函数的返回值
返回值：结构体dirent，可以理解成最上面说的【目录项】
- NULL代表读到末尾或者有错误
- NULL以外代表目录项的内容

20，closedir函数：关闭目录

#include <sys/types.h>#include <dirent.h>int closedir(DIR *dirp);

dirp：opendir函数的返回值

21，strerron函数：打印出ero对应的文字信息。

#include <string.h>char *strerror(int erum);

erum的宏放在文件：/usr/include/asm-generic/ero.h

例子：

#include <string.h>#include <stdio.h>#include <asm-generic/ero.h>//EDEADLKint main(){  char* buf = strerror(EDEADLK);  printf("%s\n", buf);//Resource deadlock avoided}

22，dup和dup2函数：文件描述符的重定向

#include <unistd.h>int dup(int oldfd);int dup2(int oldfd, int newfd);

dup：和open类似，先打开一个新的文件描述符，让新的文件描述符也指向：oldfd指向的地方。
- 成功返回新打开的文件描述符；失败返回-1.
dup2：
- 先消除newfd的指向
- 再让newfd指向oldfd指向的地方
- 成功返回newfd；失败返回-1.

例子：调用printf2次，第一次printf把内容写到文件；第二次printf把内容打印到屏幕。

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(){  int oldfd = dup(STDOUT_FILENO);  int fd = open("www", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);  dup2(fd, STDOUT_FILENO);  printf("aaaa\n");  fflush(stdout);  int ret = dup2(oldfd, STDOUT_FILENO);  //int ret = dup2(oldfd, 6);  //perror("dup2:");  printf("reg:%d\n", ret);  printf("aaaa\n");  close(fd);}