在前面的兩篇，我們了解了IO操作的一些基本操作函數(shù)，包括open、read和write。

在本篇我們來學(xué)習(xí)一下文件系統(tǒng)的其他特性和一個(gè)文件的屬性，涉及的函數(shù)功能包括：

• 查看文件的所有屬性；
• 改變文件所有者；
• 改變文件權(quán)限；
• 操作文件夾。

我們還會(huì)了解一些文件系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和符號(hào)鏈接（symbolic link）。

#include <sys/stat.h>int stat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf );int fstat(int fd, struct stat *buf);int lstat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf );int fstatat(int fd, const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf, int flag);//All four return: 0 if OK, −1 on error

函數(shù)功能：

stat返回pathname指定文件的信息；

fstat獲取在文件描述符fd上打開的文件信息；

lstat的功能和stat函數(shù)類似，只是有一種情況有區(qū)別，當(dāng)pathname指定的文件是一個(gè)符號(hào)鏈接的時(shí)候，lstat函數(shù)獲取的文件信息是該符號(hào)鏈接的信息，而不是符號(hào)鏈接所指向文件的信息，在后面我們會(huì)了解更多關(guān)于符號(hào)鏈接的相關(guān)內(nèi)容；

fstatat：文件描述符fd表示一個(gè)父目錄，pathame指定父目錄下得一個(gè)子目錄，fstatat函數(shù)返回該子目錄下的文件統(tǒng)計(jì)數(shù)。flag用來設(shè)置是否查詢符號(hào)鏈接所指向的文件，如果flag設(shè)置為AT_SYMLINK_NOFOLLOW，則fstatat函數(shù)只返回該符號(hào)鏈接的相關(guān)信息，如果不設(shè)置該標(biāo)志位，則返回該符號(hào)鏈接指向的文件的相關(guān)信息。

是一個(gè)關(guān)鍵的輸出參數(shù)，上面的參數(shù)將文件屬性填充值該結(jié)構(gòu)體內(nèi)。結(jié)構(gòu)體如下圖所示：

結(jié)構(gòu)體中得每個(gè)成員都代表文件的某一個(gè)屬性，我們會(huì)逐個(gè)了解屬性的具體含義。

目前我們了解了兩種文件：常規(guī)文件（regular files）和文件夾（directory）。

常見的幾種文件類型包括：

1. 常規(guī)文件（Regular File）：包含某種組織形式的數(shù)據(jù)的文件，linux并不關(guān)心數(shù)據(jù)是文本或是二進(jìn)制（有一個(gè)例外，就是二進(jìn)制可執(zhí)行文件，內(nèi)核必須知道該類型的格式才能執(zhí)行），對(duì)數(shù)據(jù)的解析由應(yīng)用程序負(fù)責(zé)。
2. 目錄文件（Directory）：包含其他文件的名字，和指向這些文件信息的指針。進(jìn)程可以讀取目錄文件的內(nèi)容，但是只有內(nèi)核才又寫該類型文件的權(quán)限，進(jìn)程通過調(diào)用本篇介紹的一些函數(shù)才操作修改目錄文件，本質(zhì)上仍然是內(nèi)核修改。
3. 塊文件（Block Special File）：如硬盤驅(qū)動(dòng)，提供了固定大小緩存用于IO的文件類型。
4. 字符文件（Charactor Special File）：無緩存的對(duì)可變大小單元進(jìn)行操作的文件類型。操作系統(tǒng)所有的設(shè)備都是塊設(shè)備文件或字符設(shè)備文件。
5. 先入先出隊(duì)列（FIFO）：進(jìn)程間通信使用的文件類型。
6. 套接字（Socket）：網(wǎng)絡(luò)或單機(jī)中的兩個(gè)進(jìn)程之間的通信使用的文件類型。
7. 符號(hào)鏈接（Symbolic File）：指向另一個(gè)文件的文件類型。

stat結(jié)構(gòu)體中得st_mode制定了文件的類型。

Example：

#include "apue.h"intmain(int argc, char *argv[]){    int         i;    struct stat buf;    char        *ptr;     for (i = 1; i < argc; i++) {        PRintf("%s: ", argv[i]);        if (lstat(argv[i], &buf) < 0) {            err_ret("lstat error");            continue;        }        if (S_ISREG(buf.st_mode))            ptr = "regular";        else if (S_ISDIR(buf.st_mode))            ptr = "directory";        else if (S_ISCHR(buf.st_mode))            ptr = "character special";        else if (S_ISBLK(buf.st_mode))            ptr = "block special";        else if (S_ISFIFO(buf.st_mode))            ptr = "fifo";        else if (S_ISLNK(buf.st_mode))            ptr = "symbolic link";        else if (S_ISSOCK(buf.st_mode))            ptr = "socket";        else            ptr = "** unknown mode **";        printf("%s/n", ptr);    }    exit(0);}

運(yùn)行截圖：

每個(gè)進(jìn)程6個(gè)甚至更多的ID和它關(guān)聯(lián)。如下表所示:

簡(jiǎn)要介紹ID的區(qū)別：

• real user ID和real group ID：當(dāng)前登陸用戶的ID和該用戶所屬的組ID；
• effective user ID、effective group ID和supplementary group IDs：文件的訪問權(quán)限。
• saved set-user-ID和saved set-group-ID：當(dāng)一個(gè)程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)拷貝effective user ID和effective group ID到這兩個(gè)變量中，這兩個(gè)ID和函數(shù)setuid相關(guān)。

一般情況下，effective user ID = real user ID，effective group ID = real group ID.

每個(gè)文件都由一個(gè)所有者，和一個(gè)組所有者，分別對(duì)應(yīng)stat數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中得字段：st_uid和st_gid。

如果執(zhí)行程序時(shí)，希望effective user(group) ID != real user(group) ID，即希望改變進(jìn)程的訪問資源的權(quán)限為文件所有者的訪問權(quán)限，而不是真實(shí)用戶的訪問權(quán)限，可以通過設(shè)置mode中兩個(gè)bit來實(shí)現(xiàn)將effective user(group) ID設(shè)置為文件所有者（組），這兩個(gè)bit叫做：set-user-ID位和set-group-ID位。這兩個(gè)位包含在stat數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中得st_mode字段中，可以通過函數(shù)S_ISUID和S_ISGID來測(cè)試。

stat數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的st_mode字段中同樣包含文件訪問權(quán)限位。

每個(gè)文件有9中權(quán)限位：

這些標(biāo)志位的使用需要注意的事項(xiàng)總結(jié)如下：

• 如果要打開某個(gè)文件，則該文件全路徑上的所有文件夾都需要有執(zhí)行權(quán)限（execute permission），該文件則需要對(duì)應(yīng)的操作權(quán)限。需要可執(zhí)行權(quán)限的原因是可以通過（pass through）它找到下一級(jí)目錄或者文件；
• 讀權(quán)限，允許打開某個(gè)已存在文件，標(biāo)志位：O_RDONLY和O_RDWR；
• 寫權(quán)限，允許向某個(gè)已存在文件寫入數(shù)據(jù)，標(biāo)志位：O_WRONLY和O_RDWR；
• 調(diào)用open函數(shù)時(shí)，如果要指定標(biāo)志位O_TRUNC，需要寫權(quán)限；
• 我們無法在某個(gè)文件夾下創(chuàng)建文件，除非我們對(duì)該文件夾有寫權(quán)限（write permission）和執(zhí)行權(quán)限（execute permission）；
• 刪除某個(gè)文件，需要該文件所在文件夾的寫權(quán)限和執(zhí)行權(quán)限，而不需要對(duì)該文件本身有寫權(quán)限或讀權(quán)限；
• 如果我們希望使用exec類函數(shù)執(zhí)行某個(gè)文件，則必須有可執(zhí)行權(quán)限，并且該文件必須為regular file。

文件訪問權(quán)限檢測(cè)流程：

1. 如果進(jìn)程的effective user ID是0，即超級(jí)用戶，則允許訪問；
2. 如果進(jìn)程的effective user ID是文件所有者的ID，即該進(jìn)程是該文件的所有者（owner），并且相應(yīng)的訪問權(quán)限標(biāo)志位被設(shè)置，則允許訪問；
3. 如果進(jìn)程的effective group ID或者supplementary group IDs之一是文件所有組的ID，并且相應(yīng)的訪問權(quán)限標(biāo)志位被設(shè)置，則允許訪問；
4. 如果相應(yīng)的other訪問權(quán)限標(biāo)志位被設(shè)置，則允許訪問。

簡(jiǎn)單來說，如果進(jìn)程是該文件的擁有者，則訪問是否允許取決于用戶訪問權(quán)限標(biāo)志位，忽略組權(quán)限標(biāo)志位；如果進(jìn)程不是該文件的擁有者，但是該進(jìn)程屬于某個(gè)有訪問權(quán)限的組，訪問是否允許取決于組權(quán)限標(biāo)志位的設(shè)置，忽略other訪問權(quán)限標(biāo)志位。

新文件的real user ID為創(chuàng)建該文件的進(jìn)程的effective user ID。

新文件的real group ID的取值取決于：

• 新文件的real group ID可以是常見該文件的進(jìn)程的effective group ID；
• 新文件的real group ID可以是該文件所在目錄的real group ID。（必須保證該目錄下面的所有文件的real group ID都是該目錄的real group ID）。

access和faccessat函數(shù)用于測(cè)試當(dāng)前用戶（real user，當(dāng)前登錄用戶）對(duì)某一文件是否有某種操作權(quán)限。

函數(shù)聲明：

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

mode的可取值，當(dāng)為F_OK，測(cè)試文件是否存在。

faccessat函數(shù)的相關(guān)細(xì)節(jié)：

• 當(dāng)pathname為絕對(duì)路徑，或者fd取值為AT_FDCWD并且pathname為相對(duì)路徑時(shí)，功能和access相同。
• 否則，faccessat函數(shù)指定的工作目錄為pathname指定的相對(duì)目錄加上fd描述符指定的父目錄。
• 當(dāng)flag的值為AT_EACCESS時(shí)，測(cè)試時(shí)使用進(jìn)程的effective user和group而不是當(dāng)前real user ID和group。

Example：

#include "apue.h"#include <fcntl.h>intmain(int argc, char *argv[]){    if (argc != 2)        err_quit("usage: a.out <pathname>");    if (access(argv[1], R_OK) < 0)        err_ret("access error for %s", argv[1]);    else        printf("read access OK/n");    if (open(argv[1], O_RDONLY) < 0)        err_ret("open error for %s", argv[1]);    else        printf("open for reading OK/n");    exit(0);}

測(cè)試：

由于本地mac環(huán)境搞不定，所以直接截書上的例子吧。

該例中，當(dāng)切換到root用戶，修改了該文件的所有者為root用戶，并且設(shè)置了set-user-ID，這樣當(dāng)切換到別的用戶時(shí)，仍可以以RDONLY方式打開文件，但是由于access是測(cè)試當(dāng)前real user的讀權(quán)限，當(dāng)切換到其他用戶時(shí)，access測(cè)試不通過，顯示Permission denied。

好吧，直接忽略上面這個(gè)例子吧，我沒能在自己的機(jī)器上重現(xiàn)，只是直接隨便翻譯書上某一段話。如果有某位高手看懂了，請(qǐng)指點(diǎn)。

由于這一章內(nèi)容比較多，所以打算用三篇來寫，這是第一篇，主要介紹了stat函數(shù)，access函數(shù)，文件類型和各種令人糊涂的ID。

參考資料：

《Advanced Programming in the UNIX Envinronment 3rd》