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Linux学习记录--文件管理相关系统编程

时间:2014-05-13 04:25:01      阅读:536      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

bubuko.com,布布扣

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_ISUIDSUID权限

S_ISGIDSGID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)

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

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)

whence= SEEK_END,设置当前偏移量为文件长度加offsetoffset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 <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
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

int fcntl (int fd, int cmd, ...);


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_GETFDF_SETFD

3:获取/设置文件状态标注 cmd=F_GETFLF_SETFL

4:获取/设置异步I/O所有权 cmd= F_GETOWNF_SETOWN

5:获取/设置记录锁 cmd= F_GETLKF_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_RDONLYO_WRONLYO_RDWR 只能同时存在一个,因此需要用O_ACCMODE取得访问屏蔽位

2F_SETFL只能设置O_APPENTO_NONBLOCKO_SYNCO_DSYNCO_FSYNC


举例:

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
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


void sync (void)

将缓冲区排入输出队里后返回


int fsync (int __fd);

等待数据写入磁盘并且文件属性更新后返回


int fdatasync (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

int access (constchar *name, int mode)


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

int link (constchar *__from, constchar *__to)


删除一个文件

int unlink (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 <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#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 40960059 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

int symlink (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_t readlink (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:statlstat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

gid_t       st_gid;    文件属主的GID

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

S_ISGID:文件设置了SGID

S_ISVTX:文件设置了SBIT

用于解释st_mode标志的掩码:

S_IFMT:文件类型

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

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

S_IRWXO:其他用户的读//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_t umask (mode_t __mask)


chmod|lchmod|fchmod


设置文件权限

int chmod (constchar * file, __mode_tmode)

int lchmod (constchar * file, __mode_tmode)

int fchmod (int fd, mode_tmode)



chown|fchown|lchown


设置文件所属用户及用户组

int chown (constchar *__file, __uid_t __owner, __gid_t__group)

int fchown (int __fd, __uid_t __owner, __gid_t __group) _

int lchown (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:int rmdir(路径)

删除文件:int unlink(路径)


返回值:成功返回1,失败返回-1

综合例子

#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
#include<dirent.h>
#include<stdlib.h>
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


本文出自 “StarFlex” 博客,请务必保留此出处http://tiankefeng.blog.51cto.com/8687281/1409745

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Linux学习记录--文件管理相关系统编程

原文:http://tiankefeng.blog.51cto.com/8687281/1409745

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