注：前言、目录见 https://blog.csdn.net/qq_44220418/article/details/108428971

一、文件系统简介

1、索引节点

Linux系统采用按名存取的方式访问文件

除了文件名以外，文件的主要属性信息都存放在inode节点中

目录文件中保存着文件名和索引节点的对应关系【可用命令ls -i查看文件/目录的inode号】

Linux系统中文件包括两部分

• 索引节点inode
  \qquad记录文件属性信息（除了文件名）【可用命令ls -l查看】
  \;
  \qquad文件属性包括{文件类型访问权限文件主人组长度访问日期……\begin{cases} 文件类型 \\ 访问权限 \\ 文件主人 \\ 组 \\ 长度 \\ 访问日期 \\ …… \end{cases}⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​文件类型访问权限文件主人组长度访问日期……​
  \;
  \qquad索引节点的结构如下图所示：
  \qquad\qquad
• 数据块
  \qquad存放文件具体内容

注：硬链接文件的inode与源文件的inode相同

更多关于inode节点、软链接与硬链接的区别相关的知识可以参考博文 Linux文件索引节点inode

2、文件系统组成

一个简单的Unix文件系统组成
\qquad
\qquad引导块：用于引导该分区内操作系统的引导程序
\qquad超级块：UFS的重要参数，如文件系统的{块索引节点总数空闲块空闲索引节点数\begin{cases} 块 \\ 索引节点总数 \\ 空闲块 \\ 空闲索引节点数 \\ \end{cases}⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​块索引节点总数空闲块空闲索引节点数​
\qquad索引节点表（i节点）：文件系统中索引节点的集合
\qquad数据块：存储文件数据

Linux文件系统——Ext2
\qquad
\qquad第一个是引导块，其他空间分成各个块组
\qquad每个块组中{超级块块组描述符，数据块位图，索引节点位图，索引节点，数据块\begin{cases} 超级块 \\ 块组描述符，数据块位图，索引节点位图，索引节点，数据块 \end{cases}{超级块块组描述符，数据块位图，索引节点位图，索引节点，数据块​

3、文件

(1).类型

文件类型{普通文件（rugular file）目录文件（directory）字符设备文件（character device）块设备文件（block device）FIFO文件（fifo）符号链接文件（symbolic link）socket套接字文件（socket）\begin{cases} 普通文件 & （\text{rugular file}）\\ 目录文件 & （\text{directory}）\\ 字符设备文件 & （\text{character device}）\\ 块设备文件 & （\text{block device}）\\ \text{FIFO}文件 & （\text{fifo}）\\ 符号链接文件 & （\text{symbolic link}）\\ \text{socket}套接字文件 & （\text{socket}）\\ \end{cases}⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​普通文件目录文件字符设备文件块设备文件FIFO文件符号链接文件socket套接字文件​（rugular file）（directory）（character device）（block device）（fifo）（symbolic link）（socket）​

(2).文件权限

[1].文件权限

Linux中的用户分为三类{user/owner文件拥有者group用户组other其他用户\begin{cases} \text{user/owner} & 文件拥有者 \\ \text{group} & 用户组 \\ \text{other} & 其他用户 \\ \end{cases}⎩⎪⎨⎪⎧​user/ownergroupother​文件拥有者用户组其他用户​

Linux文件对三类用户都有三种访问权限{r可读w可写x可执行\begin{cases} \text{r} & 可读 \\ \text{w} & 可写 \\ \text{x} & 可执行 \\ \end{cases}⎩⎪⎨⎪⎧​rwx​可读可写可执行​

另外，Linux文件还有三种特殊的权限{setuidsetgidsticky\begin{cases} \text{setuid} \\ \text{setgid} \\ \text{sticky} \\ \end{cases}⎩⎪⎨⎪⎧​setuidsetgidsticky​
这里就不对这三种特殊权限做具体介绍了，想知道更详细的可以去看博文 Linux文件特殊权限——SetUID、SetGID、Sticky BIT

---

Linux文件的索引节点里面有一个st_mode字段，记录文件类型及权限
该字段共 161616 位{高4位文件类型低12位文件权限\begin{cases} 高4位 & 文件类型 \\ 低12位 & 文件权限 \\ \end{cases}{高4位低12位​文件类型文件权限​

12位文件权限{特殊权限{setuidsetgidsticky文件拥有者{r可读权限w可写权限x可执行权限用户组{r可读权限w可写权限x可执行权限其他用户{r可读权限w可写权限x可执行权限\begin{cases} 特殊权限 & \begin{cases} \text{setuid} \\ \text{setgid} \\ \text{sticky} \\ \end{cases} \\ \\ 文件拥有者 & \begin{cases} \text{r} & 可读权限 \\ \text{w} & 可写权限 \\ \text{x} & 可执行权限 \\ \end{cases} \\ \\ 用户组 & \begin{cases} \text{r} & 可读权限 \\ \text{w} & 可写权限 \\ \text{x} & 可执行权限 \\ \end{cases} \\ \\ 其他用户 & \begin{cases} \text{r} & 可读权限 \\ \text{w} & 可写权限 \\ \text{x} & 可执行权限 \\ \end{cases} \\ \end{cases}⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​特殊权限文件拥有者用户组其他用户​⎩⎪⎨⎪⎧​setuidsetgidsticky​⎩⎪⎨⎪⎧​rwx​可读权限可写权限可执行权限​⎩⎪⎨⎪⎧​rwx​可读权限可写权限可执行权限​⎩⎪⎨⎪⎧​rwx​可读权限可写权限可执行权限​​

如下图所示：

[2].表示方法

文件权限的表示方法

• 字母

  字母	权限
  r	可读
  w	可写
  x	可执行
  -	无

  如：rwxr-xr-x就表示了{拥有者对文件可读、可写、可执行用户组对文件可读、可执行其他用户对文件可读、可执行\begin{cases} 拥有者对文件可读、可写、可执行 \\ 用户组对文件可读、可执行 \\ 其他用户对文件可读、可执行 \\ \end{cases}⎩⎪⎨⎪⎧​拥有者对文件可读、可写、可执行用户组对文件可读、可执行其他用户对文件可读、可执行​

• 数字（9位二进制 / 3位八进制）
  和上面的字母类似，对应位的二进制{1有权限0无权限\begin{cases} 1 & 有权限 \\ 0 & 无权限 \\ \end{cases}{10​有权限无权限​
  如：111 101 101就相当于rwxr-xr-x，755就相当于rwxr-xr-x
• 宏（S_IPwww模式）
  S_I固定，P可为R或W或X，www可为USR或GRP或OTH，多种权限可用或运算连接
  如：S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR | S_IRGRP | S_IXGRP | S_IROTH | S_IXOTH就相当于rwxr-xr-x

注：编程中作为参数时，只能使用数字/宏

(3).访问文件

每打开一次文件

• 系统增加一个file表项
• 进程增加一个fd表项（以文件描述符为下标），通过指针指向file表项
• 用户通过文件描述符和系统调用访问该文件

二、文件基本I/O操作

1、文件描述符

用户空间中任何打开的文件都被分配一个唯一的非负整数，标识该打开文件，即文件描述符

进程默认打开的三个文件描述符

• 标准输入 0
• 标准输出 1
• 标准错误输出 2

会选用文件描述符中未使用的最小值

2、常用系统调用

常用的系统调用如下

系统调用	说明
open	打开/新建文件
close	关闭文件
creat	新建文件
read	读文件
write	写文件
lseek	定位文件偏移量

(1).open

定义在<fcntl.h>中

函数原型如下：

int open( const char *path, int flags);
int open( const char *path, int flags, mode_t perms);

功能

打开一个已经存在的文件时，参数perms可以省略

创建并打开一个不存在的文件时，参数perms必填

参数

参数	说明
path	文件路径
flags	文件打开方式（可用或运算|连接多种打开方式） 关于flags可选的宏参数可参考博客 https://blog.csdn.net/ArchyLi/article/details/78937937
perms	文件权限（4位八进制，仅创建时需要）

返回值

成功：返回最小可用的文件描述符（当前文件所用的文件描述符）

失败：返回-1（置errno）

(2).close

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

int close(int fd );

功能

关闭文件，释放文件描述符，使之可再利用

参数

参数	说明
fd	文件描述符

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

注：当一个进程终止时，内核会自动检查并回收该进程所有的文件描述符

(3).write

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbytes);

功能

将buf所指缓冲区中的nbytes个字节写入文件描述符fd所指示的已打开文件中

注意点

写操作从当前文件偏移量处开始写数据，写完后，文件偏移量也将后移成功写入的字节数（因此不移动读写指针读不到刚刚写入的内容）

若调用open打开文件时，读写指针初始指向文件开头
\qquad若flags包含O_APPEND，则每次写入前，读写指针都将移动到文件末尾

由于物理介质空间不足等原因将会使得write的返回值小于计划要写入文件的字节个数

参数

参数	说明
fd	文件描述符
buf	要写入的数据
nbytes	要写入数据的字节数

返回值

成功：返回已写入的字节数

失败：返回-1（置errno）

(4).read

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);

功能

从一文件描述符fd对应的已打开文件中，读取nbytes字节的数据放入buf中

注意点

读操作从当前文件偏移量处开始读数据，读完后，当前文件偏移也将改变成功读出的字节个数

若调用open打开文件时，读写指针初始指向文件开头

有时读到的数据可能比希望读的字节少，但系统不会置errno，因为这不是错误（如文件已经到结尾），需要用户自己去推测问题所在

参数

参数	说明
fd	文件描述符
buf	保存读取数据的缓冲区
nbytes	要读取数据的字节数

返回值

成功：返回已读取的字节数

失败：返回-1（置errno）

(5).lseek

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

off_t lseek(int fd, off_t pos, int whence);

文件偏移量

文件偏移量是一个非负整数，它用于标识下一次读或写文件的位置

除了O_APPEND模式打开文件外，读/写操作都从当前文件偏移量处开始

每open一次文件，就能得到一个新的打开文件表项，因此每次open都可以得到一个独立的文件偏移量

功能

移动文件读写指针（文件偏移量）

参数

参数	说明
fd	文件描述符
pos	相对于whence的位置的偏移量
whence	SEEK_SET：代表文件开始，即设文件偏移量为pos SEEK_CUR：代表当前位置，即设文件偏移量为当前值+pos SEEK_END：代表文件结尾，即设文件偏移量为文件长度＋pos

返回值

成功：返回当前文件偏移量

失败：返回-1（置errno）

(6).使用示例

示例1：创建文件权限为rw-r--r--的文件test.txt（初始时不存在），在其末尾写入内容

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{// 创建并打开文件test.txtint fd = open("test.txt", O_RDWR | O_APPEND | O_CREAT, 0644);if (fd == -1){perror("open");exit(1);}// 写入文件char str1[] = "123456789012345678901234567890\n";if (write(fd, str1, strlen(str1)) != -1){printf("写入成功\n");}// 关闭文件close(fd);return 0;
}

程序输出的内容如下

写入成功

生成的test.txt文件内容如下

123456789012345678901234567890

---

示例2：从刚刚 示例1 生成的test.txt中读取至多 999999 字节的数据

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{// 打开文件int fd = open("test.txt", O_RDWR);if (fd == -1){perror("open");exit(1);}// 读取文件char buf[100];read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);printf("读取到的字符串是\n%s\n", buf);// 关闭文件close(fd);return 0;
}

---

示例3：创建文件权限为rw-r--r--的文件test3.txt（初始时不存在），利用lseek函数定位，写入、读取文件内容

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{// 创建int fd3 = open("test3.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644);char str2[] = "newnewnewnewnewnewnewnew\n";char str3[] = "test\n";char buf[100];// 向文件末尾写入数据lseek(fd3, 0, SEEK_END);write(fd3, str2, strlen(str2));// 从文件开头读取数据lseek(fd3, 0, SEEK_SET);read(fd3, buf, sizeof(buf) - 1);printf("读取到的字符串3是\n%s\n", buf);// 向文件开头写入数据lseek(fd3, 0, SEEK_SET);write(fd3, str3, strlen(str3));// 从文件开头读取数据lseek(fd3, 0, SEEK_SET);read(fd3, buf, sizeof(buf) - 1);printf("读取到的字符串4是\n%s\n", buf);close(fd3);return 0;
}

程序输出的内容如下

读取到的字符串3是
newnewnewnewnewnewnewnew读取到的字符串4是
test
wnewnewnewnewnewnew

生成的test3.txt文件内容如下

test
wnewnewnewnewnewnew

显然这个最终结果是将test3.txt之前的前5个字符"newne"修改成了"test\n"

---

(7).探索与练习

探索1：对同一文件的不同fd的操作是否会造成相互影响？

已存在test2.txt，内容如下：

1234321222222

编写了如下C源程序对其进行探究：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>int main()
{char str1[] = "123456789012345678901234567890\n";char buf[100];int fd1 = open("test2.txt", O_RDWR | O_APPEND);int fd2 = open("test2.txt", O_RDONLY);write(fd1, str1, strlen(str1));write(fd1, str1, strlen(str1));write(fd1, str1, strlen(str1));read(fd2, buf, sizeof(buf) - 1);printf("读取到的字符串2是\n%s\n", buf);close(fd1);close(fd2);return 0;
}

程序输出的内容如下

读取到的字符串2是
1234321222222123456789012345678901234567890
123456789012345678901234567890
1234567890123456789012

修改后的test2.txt文件内容如下

1234321222222123456789012345678901234567890
123456789012345678901234567890
123456789012345678901234567890

显然，fd1和fd2都是已打开文件test2.txt的文件描述符

fd1的写操作改变了fd1的文件偏移量，而没有改变fd2的文件偏移量（从读操作正常可见）

这也就验证了 每次open都可以得到一个独立的文件偏移量

---

练习1：将键盘输入的一批字符串（以quit结束）写入到文件test.txt中，然后再读出并显示到屏幕上

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main()
{char str[999];char buf[100];// 打开文件int fd = open("test.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0644);// 循环读入并写入scanf("%s", &str);while (strcmp(str, "quit")){// 写入write(fd, str, strlen(str));scanf("%s", &str);}// 将文件偏移量定位到文件开头lseek(fd, 0, SEEK_SET);// 循环读取文件内容printf("读取到的写入内容如下：\n");while (read(fd, buf, sizeof(buf) - 1)){printf("%s", buf);}printf("\n");// 关闭文件close(fd);return 0;
}

程序输入的内容如下

1234
abc
quit

程序输出的内容如下

读取到的写入内容如下：
1234abc

创建的test.txt文件内容如下

1234abc

三、目录操作

1、目录文件

Linux系统中，目录也是以文件的方式存储，在目录文件中存储了该目录下的文件的信息，包括{文件名文件inode编号文件类型⋯\begin{cases} 文件名 \\ 文件inode编号 \\ 文件类型 \\ \cdots \\ \end{cases}⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧​文件名文件inode编号文件类型⋯​，姑且把这些信息称为一个文件的索引信息

如果想要找到某个文件，首先需要找到这个文件所在目录的目录文件

2、常用系统调用

常用的系统调用如下

系统调用	说明
opendir	打开目录
readdir	读取目录
telldir	返回当前打开的目录的下次读取位置
seekdir	设置目录流的读取位置为指定位置
rewinddir	重置目录流的读取位置为起始位置
closedir	关闭目录

(1).opendir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

DIR * opendir(const char *dir_path);

功能

打开一个目录，返回一个DIR指针，从而创建一个到目录的连接

参数

参数	说明
dir_path	目录路径

返回值

成功：返回指向参数目录的指针

失败：返回NULL（置errno）

(2).readdir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

struct dirent * readdir(DIR *dir);

功能

从DIR指针中读取一个目录项（文件/目录）的信息，并后移指针对应目录的读取位置

参数

参数	说明
dir	已打开目录对应的DIR指针

返回值

成功：返回相应目录项的结构体指针

失败：返回NULL（目录项读取完成）

(3).closedir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

int closedir(DIR * dir);

功能

关闭目录

参数

参数	说明
dir	已打开目录对应的DIR指针

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(4).rewinddir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

void rewinddir(DIR * dir);

功能

重置目录指针读取位置到起始位置

参数

参数	说明
dir	已打开目录对应的DIR指针

(5).seekdir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

void seekdir(DIR * dir, off_t offset);

功能

设置目录指针读取位置到指定位置

参数

参数	说明
dir	已打开目录对应的DIR指针

(6).telldir

定义在<dirent.h>中

函数原型如下：

off_t telldir(DIR * dir);

功能

返回目录指针下次读取的位置（可以理解为一个从0开始的索引号）

参数

参数	说明
dir	已打开目录对应的DIR指针

返回值

成功：返回当前目录指针下次读取的位置

失败：返回-1（置errno）

(7).mkdir

定义在<sys/stat.h>中

函数原型如下：

int mkdir(char * pathname, mode_t mode);

功能

创建目录，并指定其权限模式

参数

参数	说明
pathname	创建目录的路径
mode	创建目录的权限模式 Tips：关于mode的选项，可以参考博客 mkdir()函数、mode_t参数

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(8).rmdir

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

int rmdir(char * pathname);

功能

删除目录

参数

参数	说明
pathname	要删除目录的路径

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(9).getcwd

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

char* getcwd(char *buf, size_t size);

功能

获取进程当前所处的工作目录的绝对路径，存入参数字符数组中

参数

参数	说明
buf	存储路径的字符数组
size	buf所指向字符数组的字节数

返回值

成功：返回存储空间的首地址

失败：返回NULL（置errno）

(10).chdir

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

int chdir(const char *pathname);

功能

切换当前进程所处的工作目录

注意点

对其他进程、调用该进程的进程的当前工作目录均没有影响

参数

参数	说明
pathname	要切换到的工作目录路径

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(11).rename

定义在<unistd.h>中

函数原型如下：

int rename(const char *from, const char *to);

功能

移动并重命名文件

注意点

rename并不真正复制文件中的数据，它只是将文件的链接从一个目录移动到另一个目录中，这个过程数据本身并没有移动

参数

参数	说明
from	源文件路径
to	新文件路径

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(12).使用示例

示例4：尝试使用上述若干系统调用读取、创建、删除、更改、查看目录

#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>int main()
{// 打开目录testdirDIR * dir_ptr = opendir("testdir");struct dirent * dir;// 获取下次读取位置if (dir_ptr != NULL)printf("下次读取的位置是：%ld\n\n", telldir(dir_ptr));// 获取目录下所有文件的名称printf("第一次打印：\n");if (dir_ptr != NULL)while ((dir = readdir(dir_ptr)) != NULL)printf("%s\n", dir->d_name);printf("\n");// 重定位，重新读取printf("第二次打印：\n");if (dir_ptr != NULL){rewinddir(dir_ptr);while ((dir = readdir(dir_ptr)) != NULL)printf("%s\n", dir->d_name);}printf("\n");// 重定位，重新读取printf("第三次打印：\n");if (dir_ptr != NULL){seekdir(dir_ptr, 3);while ((dir = readdir(dir_ptr)) != NULL)printf("%s\n", dir->d_name);}printf("\n");// 关闭目录closedir(dir_ptr);// 创建目录int res = mkdir("./testmk", 0777);if (!res)printf("创建目录成功\n\n");// 删除目录res = rmdir("./testmk");if (!res)printf("删除目录成功\n\n");// 获取当前工作目录char str[100];getcwd(str, sizeof(str) - 1);printf("当前工作目录：\n%s\n\n", str);// 改变并重新获取当前工作目录res = chdir("./testdir/");if (!res){getcwd(str, sizeof(str) - 1);printf("改变后的当前工作目录：\n%s\n\n", str);}// 移动并重命名目录/文件// （注：因为已经改变了当前工作目录，所以现在已经跳转到了testdir目录下，再用"./testdir"就不管用了）int res2 = rename("./subdir/", "./newname/");int res3 = rename("./a.txt", "./b.txt");if (!res2 && !res3){printf("重命名成功\n");dir_ptr = opendir("./");printf("重命名后的打印：\n");if (dir_ptr != NULL)while ((dir = readdir(dir_ptr)) != NULL)printf("%s\n", dir->d_name);printf("\n");}return 0;
}

程序输出的内容如下

下次读取的位置是：0第一次打印：
.
..
12.txt
subdir
a.txt第二次打印：
.
..
12.txt
subdir
a.txt第三次打印：
12.txt
subdir
a.txt创建目录成功删除目录成功当前工作目录：
/home/excious/工程/目录操作改变后的当前工作目录：
/home/excious/工程/目录操作/testdir重命名成功
重命名后的打印：
.
..
12.txt
newname
b.txt

四、文件/目录的属性

文件与目录的属性存储与inode节点中，可通过系统调用stat获取文件或者目录的属性，存入struct stat结构中

结构体stat至少包含了以下文件信息：

struct stat
{dev_t st_dev,          // 包含该文件的设备ID号ino_t st_ino,         // 文件的inode号mode_t st_mode,         // 文件类型及权限模式nlink_t st_nlink,       // 文件的链接数uid_t st_uid,          // 文件所有者的用户IDgid_t st_gid,          // 文件的组IDdev_t st_rdev,         // 如果文件为字符或块设备时的设备IDoff_t st_size,          // 如果文件为普通文件时的文件字节数time_t st_atime,     // 最近的访问时间time_t st_mtime,      // 最近的数据修改时间time_t st_ctime,        // 最近的文件状态改变时间blksize_t st_blksize, // 该对象文件系统相关的最佳I/O块大小blkcnt_t st_blocks     // 系统为此文件所分配的数据块数
}

1、常用函数

(1).stat

定义在<sys/stat.h>中

函数原型如下：

int stat(char *pathname, struct stat *buf);

功能

获取文件的详细信息

注意点

路径中的文件若是符号链接文件，则会获取其所链接到的文件的详细信息

参数

参数	说明
pathname	要切换到的工作目录路径
buf	要存入文件详细信息的结构指针

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(2).lstat

定义在<sys/stat.h>中

函数原型如下：

int lstat(char *pathname, struct stat *buf);

功能

获取文件的详细信息

注意点

路径中的文件若是符号链接文件，则会获取该文件本身的详细信息

参数

参数	说明
pathname	要切换到的工作目录路径
buf	要存入文件详细信息的结构指针

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

(3).fstat

定义在<sys/stat.h>中

函数原型如下：

int fstat(int fd, struct stat *buf);

功能

获取已打开文件的详细信息

参数

参数	说明
fd	已打开文件的文件描述符
buf	要存入文件详细信息的结构指针

返回值

成功：返回0

失败：返回-1（置errno）

2、常用宏

(1).文件类型宏

定义在<usr/include/bits/stat.h>、<sys/stat.h>中

文件信息中的模式st_mode是一个161616位的二进制数，由高位（第151515位）到低位（第000位）分别是444为文件类型、333位特殊权限、333位用户权限、333位组权限、333位其他用户权限

C语言中已经定义好的文件类型宏如下表所示

最高四位二进制数	文件类型常量（八进制）	文件类型
0100	S_IFDIR 0040000	目录文件
0010	S_IFCHR 0020000	字符设备文件
0110	S_IFBLK 0060000	块设备文件
1000	S_IFREG 0100000	普通文件
1010	S_IFLNK 0120000	符号链接文件
1100	S_IFSOCK 0140000	Socket文件
0001	S_IFIFO 0010000	命名管道文件

可以把st_mode和相应的mask进行按位与，与上述相应的宏进行比较，判断文件类型

关于掩码mask：

要判断文件类型，因为161616位文件模式中高444位是文件类型，因此应取mask为1111000000000000，即mask = 0170000，该常量

---

C语言中也同样预定义好了用于判断文件类型的函数宏如下，直接将st_mode传入即可判断：

#define  __S_ISTYPE(mode, mask)  (((mode) & __S_IFMT) == (mask))#define    S_ISDIR(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFDIR)
#define S_ISCHR(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFCHR)
#define S_ISBLK(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFBLK)
#define S_ISREG(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFREG)#ifdef __S_IFIFO
# define S_ISFIFO(mode)  __S_ISTYPE((mode), __S_IFIFO)
#endif#ifdef __S_IFLNK
# define S_ISLNK(mode)   __S_ISTYPE((mode), __S_IFLNK)
#endif

(2).文件权限宏

定义在<usr/include/bits/stat.h>、<sys/stat.h>中

文件信息中的模式st_mode低999位表示文件权限

C语言中已经定义好的文件权限宏如下

#define S_IRUSR 0000400                                  // 文件所有者读权限
#define S_IWUSR 0000200                                 // 文件所有者写权限
#define S_IXUSR 0000100                                 // 文件所有者执行权限
#define S_IRWXU (__S_IREAD | __S_IWRITE | __S_IEXEC)    // 文件所有者读写执行权限#define S_IRGRP (S_IRUSR >> 3)                          // 组用户读权限
#define S_IWGRP (S_IWUSR >> 3)                            // 组用户写权限
#define S_IXGRP (S_IXUSR >> 3)                            // 组用户执行权限
#define S_IRWXG (S_IRWXI >> 3)                            // 组用户读写执行权限#define S_IROTH (S_IRGRP >> 3)                            // 其他用户读权限
#define S_IWOTH (S_IWGRP >> 3)                            // 其他用户写权限
#define S_IXOTH (S_IXGRP >> 3)                            // 其他用户执行权限
#define S_IRWXO (S_IRWXO >> 3)                            // 其他用户读写执行权限

3、使用示例

示例5：尝试使用上述若干系统调用获取文件信息、判断文件类型和文件权限

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>int main(int argc, char *argv[])
{struct stat buf;int res = stat("./test.txt", &buf);if (res != -1){printf("文件的\t【设备ID号】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_dev);printf("文件的\t【inode号】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_ino);printf("文件的\t【类型及权限模式】\t\t为\t【%d】\n", buf.st_mode);printf("文件的\t【链接数】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_nlink);printf("文件的\t【所有者用户ID】\t\t为\t【%d】\n", buf.st_uid);printf("文件的\t【组ID】\t\t\t为\t【%d】\n", buf.st_gid);printf("文件的\t【字节数】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_size);printf("文件的\t【最近访问时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_atime);printf("文件的\t【最近数据修改时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_mtime);printf("文件的\t【最近状态改变时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf.st_ctime);printf("文件的\t【系统相关最佳I/O块大小】\t为\t【%ld】\n", buf.st_blksize);printf("文件的\t【被系统分配到的数据块数】\t为\t【%ld】\n", buf.st_blocks);}printf("==============================================================\n");int fd = open("test.txt", O_RDONLY);struct stat buf2;int res2 = fstat(fd, &buf2);if (res2 != -1){printf("文件的\t【设备ID号】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_dev);printf("文件的\t【inode号】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_ino);printf("文件的\t【类型及权限模式】\t\t为\t【%d】\n", buf2.st_mode);printf("文件的\t【链接数】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_nlink);printf("文件的\t【所有者用户ID】\t\t为\t【%d】\n", buf2.st_uid);printf("文件的\t【组ID】\t\t\t为\t【%d】\n", buf2.st_gid);printf("文件的\t【字节数】\t\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_size);printf("文件的\t【最近访问时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_atime);printf("文件的\t【最近数据修改时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_mtime);printf("文件的\t【最近状态改变时间】\t\t为\t【%ld】\n", buf2.st_ctime);printf("文件的\t【系统相关最佳I/O块大小】\t为\t【%ld】\n", buf2.st_blksize);printf("文件的\t【被系统分配到的数据块数】\t为\t【%ld】\n", buf2.st_blocks);}close(fd);printf("==============================================================\n");struct stat buf3;int res3 = stat("./test.txt", &buf3);if (res3 != -1){if ((buf3.st_mode & S_IFMT) == S_IFREG)printf("文件test.txt是一个普通文件\n");if (S_ISREG(buf3.st_mode))printf("文件test.txt是一个普通文件\n");}printf("==============================================================\n");struct stat buf4;int res4 = stat("./test.txt", &buf4);if (res4 != -1){int mode = buf4.st_mode;char str_res[] = "----------";// 判断文件类型if (S_ISDIR(mode)) str_res[0] = 'd';if (S_ISCHR(mode)) str_res[0] = 'c';if (S_ISBLK(mode)) str_res[0] = 'b';// 判断用户权限if (mode & S_IRUSR) str_res[1] = 'r';if (mode & S_IWUSR) str_res[2] = 'w';if (mode & S_IXUSR) str_res[3] = 'x';// 判断组权限if (mode & S_IRGRP) str_res[4] = 'r';if (mode & S_IWGRP) str_res[5] = 'w';if (mode & S_IXGRP) str_res[6] = 'x';// 判断其他用户权限if (mode & S_IROTH) str_res[7] = 'r';if (mode & S_IWOTH) str_res[8] = 'w';if (mode & S_IXOTH) str_res[9] = 'x';// 输出文件类型和权限printf("文件类型和权限为%s\n", str_res);}return 0;
}

程序输出的内容如下

文件的  【设备ID号】             为   【33】
文件的 【inode号】                为   【33875】
文件的 【类型及权限模式】           为   【33188】
文件的 【链接数】               为   【1】
文件的 【所有者用户ID】           为   【1000】
文件的 【组ID】                   为   【1000】
文件的 【字节数】               为   【7】
文件的 【最近访问时间】            为   【1618807263】
文件的 【最近数据修改时间】      为   【1618807248】
文件的 【最近状态改变时间】      为   【1618807260】
文件的 【系统相关最佳I/O块大小】  为   【4096】
文件的 【被系统分配到的数据块数】   为   【8】
==============================================================
文件的 【设备ID号】             为   【33】
文件的 【inode号】                为   【33875】
文件的 【类型及权限模式】           为   【33188】
文件的 【链接数】               为   【1】
文件的 【所有者用户ID】           为   【1000】
文件的 【组ID】                   为   【1000】
文件的 【字节数】               为   【7】
文件的 【最近访问时间】            为   【1618807263】
文件的 【最近数据修改时间】      为   【1618807248】
文件的 【最近状态改变时间】      为   【1618807260】
文件的 【系统相关最佳I/O块大小】  为   【4096】
文件的 【被系统分配到的数据块数】   为   【8】
==============================================================
文件test.txt是一个普通文件
文件test.txt是一个普通文件
==============================================================
文件类型和权限为-rw-r--r--

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