1 引言

上文圍繞了普通檔案I/O進行了討論——開啟檔案、讀檔案或寫檔案。本文將描述檔案系統的其他特徵和檔案的性質。將從stat函式開始，stat結構中的大多數成員都是基本系統資料型別，逐個分解stat結構的每一個成員以瞭解檔案的所有屬性。
使用stat函式最多的地方可能就是[ls -ls]命令，可以獲得一個檔案的全部資訊。
本文主要討論4個stat函式以及它們的返回資訊。

struct stat
{
    dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
    ino_t     st_ino;         /* inode number */
 

    mode_t    st_mode;        /* file type and mode */
    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 */
 

    blksize_t st_blksize;     /* blocksize for filesystem I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;      /* number of 512B blocks allocated */

    /* Since Linux 2.6, the kernel 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
};

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int stat(const char* pathname, struct stat* buf);
int fstat(int fd, struct stat* buf);
int lstat(const char* pathname, struct stat* buf);

#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int fstatat(int dirfd, const char* pathname, struct stat* buf, int flags);

一旦給出pathname，stat函式將返回與此檔案有關的資訊結構。fstat函式獲得已在描述符fd上開啟檔案的有關資訊。lstat函式類似於stat，但是當命名的檔案是一個符號連結時，lstat返回該符號連結的有關資訊，而不是由該符號連結引用的檔案的資訊。
fstatat函式為一個相對於當前開啟目錄(由fd引數指定)的路徑名返回檔案統計資訊。flag引數控制著是否跟隨著一個符號連結。當AT_SYMLINK_NOFOLLOW標誌被設定時，fstatat不會跟隨符號連結，而是返回符號連結本身的資訊。如果fd引數的值是AT_FDCWD，並且pathname引數是一個相對路徑名，fstatat會計算相對於當前目錄的pathname引數；如果pathname引數是一個絕對路徑，fd引數就會被忽略。這兩種情況下，fstatat的作用就跟stat或lstat一樣。

2 檔案型別

檔案型別包含如下幾種：
[1] 普通檔案
[2] 目錄檔案
[3] 塊特殊檔案：提供對裝置帶緩衝的訪問，每次訪問以固定長度為單位進行
[4] 字元特殊檔案：提供對裝置不帶緩衝的訪問，每次訪問長度可變。系統中的所有裝置要麼是字元特殊檔案，要麼是塊特殊檔案
[5] FIFO：這種型別的檔案用於程序間通訊，有時也成為命名管道
[6] 套接字：這種型別的檔案用於程序間的網路通訊，也可用於在一臺宿主機上程序之間的非網路通訊
[7] 符號連結：這種型別的檔案指向另一個檔案

檔案型別資訊儲存在stat結構的st_mode成員中，下表中的巨集引數都是stat結構中st_mode成員的可取值。

3 檔案ID和組ID

3.1 設定使用者ID和設定組ID

與一個程序相關聯的ID有6個或更多，包括：
實際使用者ID和實際組ID：標識我們究竟是誰；
有效使用者ID、有效組ID和附屬組ID：決定了我們的檔案訪問許可權；
儲存的設定使用者ID和儲存的設定組ID：在執行一個程式時包含了有效使用者ID和有效組ID的副本。
通常：有效使用者ID等於實際使用者ID，有效組ID等於實際組ID。

每個檔案有一個所有者和組所有者，所有者由stat結構中的st_uid指定，組所有者由st_gid指定。
設定使用者ID位以及設定組ID位都包含在檔案的st_mode值中，這兩位可分別用常量S_ISUID和S_ISGID測試。

3.2 更改檔案的使用者ID和組ID

下面幾個chown函式可用於更改檔案的使用者ID和組ID。

#include <unistd.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int chown(const char* path, uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group);
int lchown(const char* path, uid_t owner, gid_t group);

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int fchownat(int dirfd, const char* pathname, uid_t owner, gid_t group, int flags);

除了所引用檔案為符號連結外，這4個函式的操作類似。在符號連結情況下，lchown和fchownat(設定了AT_SYMLINK_NOFOLLOW標誌)更改符號連結本身的所有者，而不是符號連結所指向的檔案的所有者。
fchown函式改變fd引數指向的開啟檔案的所有者，既然它在一個已開啟的檔案上操作，就不能用於改變符號連結的所有者。

4 檔案訪問許可權

st_mode值也包含了對檔案的訪問許可權位。當提及檔案時，指的是前面所提到的任何型別的檔案。所有檔案型別都有訪問許可權。
每個檔案有9個訪問許可權位，可分為三類。

chmod命令可以修改這9個許可權位，用u表示使用者，用g表示組，用o表示其他。

4.1 訪問許可權測試

當用open函式開啟一個檔案時，核心以程序的有效使用者ID和有效組ID為基礎執行其訪問許可權測試。有時，程序也希望按其實際使用者ID和實際組ID來測試其訪問能力。
access和fassessat函式是按實際使用者ID和實際組ID進行訪問許可權測試的。

#include <unistd.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int access(const char* pathname, int mode);

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int faccessat(int dirfd, const char* pathname, int mode, int flags);

測試檔案是否存在，mode位F_OK；否則是下表所列常量的按位或

flag引數可以用於改變faccessat的行為，如果flag設定位AT_EACCESS，訪問檢查用的時呼叫程序的有效使用者ID和有效組ID，而不是實際使用者ID和實際組ID。

4.2 為程序設定檔案模式建立遮蔽字

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
// Always succeeds and return previous value of the mask.
mode_t umask(mode_t mask);

4.3 更改現有檔案的訪問許可權

#include <sys/stat.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int chmod(const char* path, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);

#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
// return 0 or -1 if an error occurred.
int fchmodat(int dirfd, const char* pathname, mode_t mode, int flags);

chmod函式在指定的檔案上進行操作。
fchmod函式對已開啟的檔案進行操作。

4.4 檔案訪問許可權小結

S_IRWXU = S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR
S_IRWXG = S_IRGRP | S_IWGRP | S_IXGRP
S_IRWXO = S_IROTH | S_IWOTH | S_IXOTH

檔案系統

符號連結

檔案時間

目錄

裝置特殊檔案