Linux系统调用六、stat函数与 struct stat 文件信息结构体深度刨析(一)

简介: Linux系统调用六、stat函数与 struct stat 文件信息结构体深度刨析

🎈1. inode节点与硬链接

通过上图可以看到,硬链接和源文件引用的是同一个inode节点,并且在inode节点中有一条硬链接计数信息,每当inode被引用一次,这个硬链接计数就会加1,我们可以通过ls命令来查看inode节点信息。我们先建立一个文件以及该文件的硬链接,通过ll命令可以查看文件信息(实际上这些信息就是存在inode节点中的信息)。

可以看到,建立一个硬链接之后,硬链接计数增加了1个。通过ls命令的-i选项可以查看文件的inode节点编号。

硬链接文件和源文件的inode节点编号一样,说明它们引用的是同一个inode节点。

在上图中的目录项中,有一条信息是类型,如果当前是目录的话,可以继续进入下一级目录。简单举个例子,比如说我们使用vi打开当前目录可以得到下面的内容。

这里面的三个条目是当前文件夹下的文件,我们可以通过tree命令查看一下当前文件夹./的目录结构

当我们把光标停在某一文件所在行按回车键就可以查看该文件内容,如果这个文件是目录,就会进入该目录并显示目录下的条目。

比如,进入file.txt文件

进入目录111

🎈2. stat函数与 struct stat 结构体

  • 包含头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
  • 函数原型
int stat(const char *path, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);
int lstat(const char *path, struct stat *buf);
  • 函数功能
    Get file status - These functions return information about a file.
  • 函数参数
  • path:指定文件
  • buf:buf是一个传出参数,也就是一级指针做输出,我们应该先定义一个结构体变量,并把该变量取地址&传给形参。
struct stat 
{
  dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file */
  ino_t     st_ino;     /* inode number */
    mode_t    st_mode;    /* protection 实际上就是权限位 */
    nlink_t   st_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 文件大小 */
    blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O 块大小 */
    blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated 块的个数 */
    time_t    st_atime;   /* time of last access 最后访问时间 */
    time_t    st_mtime;   /* time of last modification 最后修改时间 */
    time_t    st_ctime;   /* time of last status change 最后状态改变时间 */
};
  • 对于结构体struct stat中的 mode_t st_mode 进行简要介绍(下面并没有全部列出,只列出了部分),首先是判断文件类型的两种方法。第一种是掩码的方式。
S_IFMT     0170000   bit mask for the file type bit fields
S_IFSOCK   0140000   socket
S_IFLNK    0120000   symbolic link 符号链接
S_IFREG    0100000   regular file 普通文件
S_IFBLK    0060000   block device 块设备
S_IFDIR    0040000   directory 目录
S_IFCHR    0020000   character device 字符设备
S_IFIFO    0010000   FIFO 管道
  • 这个实际上就是我们ll命令查看文件时,第一列所显示的文件类型,在上面列出的内容中,中间一列数字用来标识文件类型,从S_IFSOCK到S_IFIFO就是我们所熟知的7种文件类型,S_IFMT是文件类型的掩码。通过和S_IFMT的与运算,就可以把标识文件类型的位保留下来(也就是前两个数017,第一个0表示8进制,后面17共四位 1 111 用来标识文件类型,那么S_IFMT用二进制表示就是1111后面加12个0,通过与与运算就把后面12位置为0而保留代表文件类型的四个bit,再把相与的结果与下面的S_IFSOCK到S_IFIFO进行对比来判断文件类型),进而判断文件类型。比如,现在有一个0041100,把它和S_IFMT做与运算结果为
0041100 & 0170000 =  0040000    
      (S_IFMT)  (S_IFDIR)
  • 通过结果对比可以得出这是一个目录文件。这是通过掩码的方式来判断文件类型。
    另外一种判断文件类型的方法是使用它为我们提供的宏来判断,7种文件类型判断相关的宏如下所示,这里的m是指stat结构体中的st_mode。
S_ISREG(m)  is it a regular file?
S_ISDIR(m)  directory?
S_ISCHR(m)  character device?
S_ISBLK(m)  block device?
S_ISFIFO(m) FIFO (named pipe)?
S_ISLNK(m)  symbolic link? (Not in POSIX.1-1996.)
S_ISSOCK(m) socket? (Not in POSIX.1-1996.)
  • 最后就是用户、组、其他用户的权限位(4位掩码,第一个0表示8进制)
S_IRWXU    00700     mask for file owner permissions
S_IRUSR    00400     owner has read permission
S_IWUSR    00200     owner has write permission
S_IXUSR    00100     owner has execute permission
S_IRWXG    00070     mask for group permissions
S_IRGRP    00040     group has read permission
S_IWGRP    00020     group has write permission
S_IXGRP    00010     group has execute permission
S_IRWXO    00007     mask for permissions for others (not in group)
S_IROTH    00004     others have read permission
S_IWOTH    00002     others have write permission
S_IXOTH    00001     others have execute permission
  • st_mode 各位含义示意图

  • 结构体struct stat中的时间time_t也是一个结构体,它的原型如下
struct timespec
{
    _kernel_time_t  tv_sec; /*seconds 当前时间到1970.1.1 0:0:0的秒数*/
    long      tv_nsec; /*nanoseconds 纳秒*/
}
  • 函数返回值
    成功返回0,失败返回-1并设置errno 。On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.


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