• 所有執(zhí)行I/O操作的系統(tǒng)調(diào)用都以文件描述符（一個(gè)非負(fù)整數(shù)）來指代打開的文件。包括pipe，F(xiàn)IFO，socket，終端，設(shè)備和普通文件。
• 針對(duì)每一個(gè)進(jìn)程，內(nèi)核都會(huì)為其維護(hù)一個(gè)文件描述符表，每一個(gè)表項(xiàng)都是對(duì)打開文件句柄的引用+文件描述符標(biāo)志二元組（不是文件狀態(tài)標(biāo)志，且目前為止只定義了一個(gè)標(biāo)識(shí)就是close-on-exec）
• 通過文件描述符在文件描述符表中找到相對(duì)應(yīng)的引用，然后可以找到對(duì)應(yīng)的文件表項(xiàng)；在文件表中記錄了以下信息

1. 當(dāng)前文件偏移量
2. 文件狀態(tài)標(biāo)志
3. 文件訪問模式
4. 信號(hào)驅(qū)動(dòng)IO相關(guān)
5. inode引用
6. v節(jié)點(diǎn)引用

• inode中記錄了以下信息

1. 文件訪問權(quán)限和文件類型
2. 文件鎖列表
3. 文件的各種屬性（包括文件大小以及相關(guān)時(shí)間屬性）
4. 數(shù)據(jù)塊編號(hào)

• v節(jié)點(diǎn)是用來支持虛擬文件系統(tǒng)的（VFS），能夠?yàn)椴煌奈募到y(tǒng)提供統(tǒng)一的API，v節(jié)點(diǎn)中保存了各種底層函數(shù)調(diào)用的函數(shù)指針；此外，linux上沒有特定的v節(jié)點(diǎn)的概念，但是本質(zhì)上都是一樣的，在linux下只有inode節(jié)點(diǎn)，所以相應(yīng)的函數(shù)指針也都放在了i節(jié)點(diǎn)中
• 兩個(gè)不同的文件描述符，指向同一個(gè)文件表項(xiàng)，那么會(huì)共享同一個(gè)文件偏移量，這種情況通常是調(diào)用fork以后出現(xiàn)；通過dup或者fcntl復(fù)制文件描述符可以使兩個(gè)fd指向相同的文件表項(xiàng)；通過兩次open調(diào)用會(huì)使得兩個(gè)不同的文件描述符指向不同的文件表項(xiàng)，但文件表項(xiàng)中的inode是相同的
• 在打開文件時(shí)指定O_NONBLOCK或者調(diào)用fcntl設(shè)置非阻塞后，會(huì)出現(xiàn)以下兩類情況

1. 若open調(diào)用未能立即打開文件，則返回錯(cuò)誤而非陷入阻塞；但對(duì)于FIFO文件例外
2. 調(diào)用open成功后，對(duì)于后續(xù)的IO操作也都是非阻塞的，若IO操作不能立即完成，只能傳輸部分?jǐn)?shù)據(jù)，調(diào)用失敗，返回EAGAIN或者EWOULDBLCOK錯(cuò)誤，兩者等價(jià)

open

• open函數(shù)調(diào)用的原型為int open(const char* pathname,int flags,.../*mode_t mode*/)，如果pathname是一個(gè)符號(hào)鏈接（軟鏈接），那么會(huì)對(duì)其解引用，即返回指向其實(shí)際文件的文件描述符。當(dāng)flags沒有指定O_CREAT標(biāo)志，則忽略mode參數(shù)。如果open調(diào)用成功，返回當(dāng)前進(jìn)程文件描述符表中最小的未用的文件描述符；如果失敗，返回-1并設(shè)置errno
• flags表示文件狀態(tài)標(biāo)志，常見的關(guān)于文件讀寫權(quán)限的O_RDONLY\O_WRONLY\O_RDWR（三者互斥）
• O_ASYNC標(biāo)志表示對(duì)于返回的fd所指向的文件上有IO操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)通知應(yīng)用程序，這僅對(duì)一些特殊的文件有效果，比如FIFO文件，socket文件以及終端設(shè)備文件。另外在linux中，需要調(diào)用fcntl的F_SETFL來設(shè)置此標(biāo)志才起作用
• O_NONBLOCK以非阻塞模式打開文件
• O_TRUNC表示當(dāng)文件存在且為普通文件，將文件長度截?cái)酁?
• O_CLOEXEC為文件描述符啟用close_on_exec，即調(diào)用exec函數(shù)族時(shí)，子進(jìn)程不繼承父進(jìn)程打開的文件描述符；并且調(diào)用open并設(shè)置此標(biāo)志為原子操作，另外可以調(diào)用fcntl的F_SETFD設(shè)置，但是此方法非線程安全
• 當(dāng)需要判斷一個(gè)文件是否存在時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用O_CREAT和O_EXCL標(biāo)志來一次性調(diào)用open來判斷（作為原子操作）
• 當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程向同一個(gè)文件尾部寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在沒有同步的情況下如果使用lseek加write的方式，會(huì)出現(xiàn)競爭狀態(tài)進(jìn)而導(dǎo)致寫入錯(cuò)誤；正確的做法是使用O_APPEND標(biāo)志的open，然后再write

read

• read函數(shù)原型為ssize_t read(int fd,void* buffer,size_t count)，返回值為一個(gè)有符號(hào)整形數(shù)，正常讀返回讀到的字節(jié)數(shù)，如果讀到文件末尾返回0（EOF），如果調(diào)用出錯(cuò)返回-1；count表示最大讀取的字節(jié)數(shù)
• 如果讀寫位置位于文件尾部或者讀取的文件為終端設(shè)備，管道，socket和FIFO，會(huì)出現(xiàn)讀取的字節(jié)數(shù)小于請(qǐng)求字節(jié)數(shù)的情況；由于表示字符串終止的空字符的影響，緩沖區(qū)的大小至少要比最大讀取字節(jié)數(shù)多一個(gè)字節(jié)

write

• write函數(shù)原型為ssize_t write(int fd,void* buffer,size_t count)write調(diào)用可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)際寫入的字節(jié)小于指定的從buf寫入文件的字節(jié)數(shù)，對(duì)于磁盤文件來說，可能是因?yàn)榇疟P已經(jīng)滿了
• write函數(shù)的參數(shù)與read基本一致，count表示要寫入的字節(jié)數(shù)，成功調(diào)用返回寫入的字節(jié)數(shù)，調(diào)用失敗返回-1

lseek

• lseek函數(shù)原型為off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence)
• offset表示偏移量，是一個(gè)有符號(hào)整數(shù)；分別表示正/負(fù)偏移
• whence表示偏移地址，當(dāng)設(shè)置為SEEK_SET時(shí)，偏移量必須為正數(shù)
• lseek只是修改了fd對(duì)應(yīng)文件表項(xiàng)中的文件偏移量的值，并沒有去訪問物理設(shè)備
• 不允許將lseek應(yīng)用于管道，socket，終端以及FIFO，如果這樣調(diào)用了，調(diào)用將失敗并將errno置為ESPIPE
• 如果文件的文件偏移量已經(jīng)超過了文件末尾，那么內(nèi)核將以空字節(jié)去填充，不占用實(shí)際磁盤空間，這稱為文件空洞。直到向文件空洞中去寫入數(shù)據(jù)，內(nèi)核才會(huì)真正去方位磁盤設(shè)備，申請(qǐng)磁盤空間

fcntl

• 函數(shù)原型為int fcntl(int fd,int cmd,......)
• 通過將cmd設(shè)置為F_GETFL可以獲得fd所指向文件的文件狀態(tài)標(biāo)志，進(jìn)而可以通過將其和各種狀態(tài)標(biāo)志做&操作，判斷是否設(shè)置了該狀態(tài)標(biāo)志
• 對(duì)于文件的訪問權(quán)限來說，在判斷的時(shí)候比較特殊；需要先將返回值與O_ACCMODE做&操作，然后才能進(jìn)行判斷，如下所示

int flags = fcntl(fd,F_GETFL);
accessmode = flags & O_ACCMODE;
switch(accessmode)
{
    case O_WRONLY:{...}
    case O_RDONLY:{...}
    case O_RDWR:{...}
}

• 相反，可以使用F_SETFL來設(shè)置相應(yīng)fd的文件狀態(tài)標(biāo)志；一般，都是先調(diào)用F_GETFL獲取舊 的標(biāo)志位，然后在舊的標(biāo)志位的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行修改；可以修改的狀態(tài)標(biāo)志為O_APPEND\O_NONBLOCK\O_NOATIME\O_ASYNC\O_DIRECT。不能通過F_SETFL修改文件的訪問模式（O_RDONLY\O_WRONLY\O_RDWR）
• 可以通過F_DUPFD復(fù)制文件描述符，格式為newfd = fcntl(oldfd,F_DUPFD,startfd)，其中新創(chuàng)建的文件描述符將使用大于startfd的最小的且未用的文件描述符；如果想要為新fd設(shè)置close-on-exec標(biāo)志，就附加F_DUPFD_CLOEXEC命令

dup

• dup函數(shù)族中一共有三個(gè)函數(shù)，分別為dup,dup2,dup3。三個(gè)函數(shù)的原型如下

#include <unistd.h>

int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd,int newfd)
int dup3(int oldfd,int newfd,int flags)

return new fd on success,or -1 on error

• dup僅僅復(fù)制一個(gè)已經(jīng)打開的文件描述符，并返回新的文件描述符；dup2創(chuàng)建的新的fd是由newfd參數(shù)所指定的，如果newfd所指向的fd已經(jīng)打開，那么dup2首先會(huì)將其關(guān)閉然后再完成復(fù)制；
• dup和dup2所創(chuàng)建的文件描述符的fd標(biāo)志（close-on-exec）都是處于關(guān)閉狀態(tài)，而dup3在dup2的基礎(chǔ)上可以控制該標(biāo)志的開關(guān)

pread和pwrite

#include <unistd.h>

ssize_t pread(int fd,void* buf,size_t count,off_t offset);
                                          return nums of bytes read,0 on EOF,or -1 on error
ssize_t pwrite(int fd,const void* buf,size_t count,off_t offset);
                                          return nums of bytes written,or -1 on error

• 為了避免競爭狀態(tài)的產(chǎn)生，保證多進(jìn)程或者多線程之間能夠正確的在指定偏移處進(jìn)行IO操作，可以使用這一組系統(tǒng)調(diào)用；在單線程環(huán)境下，pread調(diào)用等同于下面的調(diào)用過程（pwrite同理）。先保存了當(dāng)前的文件偏移，然后對(duì)文件偏移進(jìn)行修改并在修改后的偏移處進(jìn)行read，最后讀取完以后將偏移恢復(fù)

off_t curoffset = lseek(fd,0,SEEK_CUR);
lseek(fd,offset,SEEK_SET);
read(fd,buf,count);
lseek(fd,curoffset,SEEK_SET);

readv和writev

• readv和writev都具有原子性，不被其他執(zhí)行路徑干擾（進(jìn)程或線程）

#include <sys/uio.h>

ssize_t readv(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt);

ssize_t writev(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt);

• 以上的系統(tǒng)調(diào)用可以一次投遞多塊緩沖區(qū)以供讀寫，iov是指向緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)組的指針，iovcnt是數(shù)組中的緩沖區(qū)個(gè)數(shù)；struct iovec結(jié)構(gòu)是一個(gè)用來描述緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)體，定義如下

struct iovec{
      void* iov_base;
      size_t iov_len;
};

• readv實(shí)現(xiàn)了分散輸入的功能，從fd指定的文件中連續(xù)讀取指定的字節(jié)數(shù)，然后按照順序分別放入緩沖區(qū)數(shù)組中（從iov[0]開始）readv函數(shù)應(yīng)用示例如下：

  1 #include "../sysHeader.h"
  2 
  3 int main(void)
  4 {
  5     struct iovec iov[3];
  6 
  7     int fd = open("temp",O_RDWR);
  8 
  9     if(fd == -1)
 10     {
 11         perror("open");
 12         exit(1);
 13     }
 14 
 15     char v1[64];
 16     char v2[64];
 17     char v3[128];
 18 
 19     iov[0].iov_base = v1;
 20     iov[0].iov_len = 64;
 21 
 22     iov[1].iov_base = v2;
 23     iov[1].iov_len = 64;
 24 
 25     iov[2].iov_base = v3;
 26     iov[2].iov_len = 128;
 27 
 28     int totalreq = 256;
 29 
 30     int res = readv(fd,iov,3);
 31 
 32     if(res < totalreq)
 33         printf("read fewer bytes than requered\n");
 34     else
 35         printf("v1 = %s\nv2 = %s\nv3 = %s\n",v1,v2,v3);
 36 
 37     return 0;
 38 }

truncate和ftruncate

       #include <unistd.h>
       #include <sys/types.h>

       int truncate(const char *path, off_t length);
       int ftruncate(int fd, off_t length);
                          return 0 on success,or -1 on error

• 若文件當(dāng)前長度小于length，則在文件尾部添加空字節(jié)以增長到指定length；若文件當(dāng)前長度大于length，則將文件長度減小至length

文件IO緩沖

• 由于磁盤存取的速度比較緩慢，所以read\write調(diào)用并不等待實(shí)際的磁盤存取操作。內(nèi)核為read/write準(zhǔn)備了緩存，每當(dāng)調(diào)用write寫數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)際上是往緩存中寫入，直到緩存滿或者某個(gè)時(shí)機(jī)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將緩存中的數(shù)據(jù)刷新到磁盤，這也減少了對(duì)磁盤的存取提高了效率。如果還沒有將寫入的數(shù)據(jù)刷新到磁盤上，且這時(shí)候有另外一個(gè)進(jìn)程來讀取該數(shù)據(jù)，內(nèi)核會(huì)直接返回緩存中的數(shù)據(jù)，大大提高了效率；對(duì)于read調(diào)用也是類似的
• 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)IO庫stdio來說，里面的IO函數(shù)都是帶緩沖的，可以使用setvbuf函數(shù)來控制stdio庫使用緩沖的方式，參數(shù)stream表示要修改的某個(gè)文件流，mode指示了緩沖的類型，分別有三種控制類型：_IONBF/_IOLBF/_IOFBF。_IONBF表示不緩沖，相當(dāng)于直接調(diào)用write和read；_IOLBF表示行緩沖，在遇到一個(gè)換行符之前緩沖數(shù)據(jù)，默認(rèn)終端設(shè)備采用行緩沖；_IOFBF表示全緩沖，以buf和size指定的緩沖區(qū)為緩沖對(duì)象；參數(shù)buf表示緩沖區(qū)首地址，不能使用棧上的內(nèi)存，因?yàn)殡S著函數(shù)返回，內(nèi)存不可訪問，size表示緩沖區(qū)大小。函數(shù)原型如下

       #include <stdio.h>

       int setvbuf(FILE *stream, char *buf, int mode, size_t size);

• 無論使用何種緩沖方式，都可以使用fflush函數(shù)立即刷新stream流的緩沖區(qū)，如果stream為NULL則刷新所有的緩沖區(qū)，函數(shù)原型如下

       #include <stdio.h>

       int fflush(FILE *stream);

• 對(duì)于內(nèi)核緩沖區(qū)，我們也可以調(diào)用刷新函數(shù)來將緩沖區(qū)的內(nèi)容刷新到磁盤，可以調(diào)用sync，fsync以及fdatasync三種刷新函數(shù)；linux實(shí)現(xiàn)的sync會(huì)將所有內(nèi)核緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)排入寫隊(duì)列，且等待實(shí)際的寫入完成才返回，而某些實(shí)現(xiàn)不等待IO完成就返回；fsync將與fd文件描述符相關(guān)的文件的所有信息都刷新到磁盤，并等待IO完成再返回；fdatasync只是將與文件描述符fd相關(guān)的文件的數(shù)據(jù)部分刷新到磁盤并等待完成后再返回；相應(yīng)的函數(shù)原型如下

       #include <unistd.h>

       int fsync(int fd)；
       int fdatasync(int fd);
       void sync(void);

• 另外，在調(diào)用open時(shí)如果指定O_SYNC標(biāo)志，會(huì)使得所有后續(xù)的輸出同步，即等待數(shù)據(jù)（包括元數(shù)據(jù)）寫入到磁盤上才返回
• 文件描述符和標(biāo)準(zhǔn)庫的流對(duì)象之間可以互相轉(zhuǎn)換，函數(shù)原型如下

       #include <stdio.h>

       int fileno(FILE *stream);
       FILE *fdopen(int fd, const char *mode);

文件系統(tǒng)詳述

• 在linux中，一切都是文件，設(shè)備也是以文件的形式存在的；設(shè)備可分為字符設(shè)備文件和塊設(shè)備文件，兩者的區(qū)別就在于字符型設(shè)備基于每個(gè)字符來處理數(shù)據(jù)而塊設(shè)備按照一塊數(shù)據(jù)來處理數(shù)據(jù)。典型的，像鼠標(biāo)就是字符設(shè)備而磁盤就屬于塊設(shè)備。應(yīng)用程序?qū)τ诟黝愒O(shè)備的read/write調(diào)用實(shí)際上底層都是去調(diào)用了對(duì)應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，最終完成實(shí)際的輸入輸出。
• 以ext2文件系統(tǒng)為例，首先第一個(gè)部分是引導(dǎo)塊，包含了引導(dǎo)操作系統(tǒng)的信息；然后剩余的空間被劃分為大小相等的塊組，每一個(gè)塊組中包含了超級(jí)塊，inode位圖，數(shù)據(jù)塊位圖，inode表以及數(shù)據(jù)塊表；超級(jí)塊中記錄了當(dāng)前這個(gè)塊組中的inode剩余量以及數(shù)據(jù)塊的大小等信息；inode位圖用來記錄當(dāng)前塊組中inode節(jié)點(diǎn)的使用情況；數(shù)據(jù)塊位圖用來記錄數(shù)據(jù)塊的使用情況；而inode表和數(shù)據(jù)塊表就是實(shí)際存放文件數(shù)據(jù)的地方，inode用來存放文件的元數(shù)據(jù)（包括文件大小，訪問時(shí)間等），數(shù)據(jù)塊用來存放文件的真正數(shù)據(jù)
• 上面說過inode節(jié)點(diǎn)中存放了文件的元數(shù)據(jù)，維護(hù)了以下一些信息

• 文件類型
• 文件大小
• 文件所屬用戶及用戶組
• 文件對(duì)應(yīng)屬組的權(quán)限位
• 指向當(dāng)前文件的硬鏈接數(shù)
• 數(shù)據(jù)塊指針，指向文件存放真正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊
• 三個(gè)時(shí)間信息，對(duì)文件的最后訪問時(shí)間，對(duì)文件的最后修改時(shí)間（對(duì)文件內(nèi)容的修改）以及對(duì)文件的元數(shù)據(jù)的最后修改時(shí)間
• 該文件所占有的數(shù)據(jù)塊的數(shù)目

• 對(duì)于inode節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)塊指針又分為四種類型，直接指針，一級(jí)指針，二級(jí)指針以及三級(jí)指針。在ext2中每個(gè)inode中包含15個(gè)與數(shù)據(jù)塊相關(guān)的指針，其中前12個(gè)都是直接指針；而后面三個(gè)指針分別是一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)指針。假設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)塊為4096字節(jié)，那么對(duì)于文件大小小于12×4096字節(jié)的文件來說，只需要用到前12個(gè)指針，小文件的數(shù)據(jù)都直接放置于前12個(gè)指針指向的數(shù)據(jù)塊中；如果超過這個(gè)大小，就需要用到一級(jí)指針了，一級(jí)指針指向的數(shù)據(jù)塊中存放的不是數(shù)據(jù)，而是指向其他數(shù)據(jù)塊的指針，而每個(gè)指針長度為4字節(jié)，則一共可以存放1024個(gè)指針，則在只使用13個(gè)指針的前提下，文件的大小最大可以使(1024+12)×4096字節(jié)；二級(jí)指針和三級(jí)指針類似。
• 為了達(dá)到為所有文件系統(tǒng)提供同樣的API的目的，linux在應(yīng)用程序和具體的文件系統(tǒng)之間提供了一層抽象層，也就是VFS（虛擬文件系統(tǒng)）；調(diào)用過程可能是這樣，應(yīng)用程序調(diào)用write，內(nèi)核通過inode節(jié)點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針找到對(duì)應(yīng)文件系統(tǒng)的write調(diào)用，然后再去調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序完成寫入

文件屬性

• 利用以下三種系統(tǒng)調(diào)用可以獲取一個(gè)文件的元數(shù)據(jù)，一般都是從文件的inode節(jié)點(diǎn)中獲取。文件屬性保存于結(jié)構(gòu)體stat中，stat會(huì)返回指定路徑名的文件的文件屬性信息；fstat返回指定文件描述符fd的文件屬性；lstat與stat類似，區(qū)別在于如果指定路徑是一個(gè)符號(hào)鏈接，那么返回的文件屬性是與該符號(hào)鏈接相關(guān)，也就是不追蹤，而stat會(huì)返回符號(hào)鏈接所指向的文件的信息。調(diào)用lstat和stat的進(jìn)程不需要對(duì)指定的文件有任何權(quán)限，但是必須保證對(duì)pathname的父目錄有執(zhí)行權(quán)限；而fstat只需要提供一個(gè)有效的fd就可以。相關(guān)函數(shù)原型和結(jié)構(gòu)體如下

       #include <sys/types.h>
       #include <sys/stat.h>
       #include <unistd.h>

       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;     /* Block size 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
           };

       int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
       int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
       int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

• 對(duì)于返回的stat結(jié)構(gòu)體的部分成員進(jìn)行說明。st_ino表示該文件對(duì)應(yīng)的inode編號(hào)；st_mode是一個(gè)16位長的字段，高4位表示文件類型，低12位表示文件權(quán)限。可以利用系統(tǒng)提供的宏來判斷文件類型，例如S_ISREG()測試該文件是否是常規(guī)文件，具體參考man手冊(cè)；st_nlink表示硬鏈接數(shù)；st_size表示文件大??；st_blocks表示分配給該文件的數(shù)據(jù)塊數(shù)目；st_blksize表示在該文件上進(jìn)行IO操作時(shí)所采用的最優(yōu)緩沖區(qū)大小
• 每一個(gè)文件都有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的用戶和組ID，分別用st_uid和st_gid表示。在文件創(chuàng)建時(shí)，用戶和組ID分別取自進(jìn)程的有效用戶和組ID
• 對(duì)于文件的權(quán)限位來說，可以用st_mode和各種權(quán)限位相&的方式來判斷，具體見man手冊(cè)；另外，可以通過filePermStr調(diào)用將st_mode轉(zhuǎn)換為一個(gè)形如"rwxr-xr--"的字符串，flags參數(shù)指定為FP_SPECIAL，原型為char* filePermStr(mode_t perm,int flags)，位于sys/types.h頭文件中
• 對(duì)于目錄來說，讀寫執(zhí)行權(quán)限有不同的意義。目錄具有讀權(quán)限表示只能查看目錄下的文件名；具有寫權(quán)限可以對(duì)目錄下的文件進(jìn)行修改或者增刪文件；具有執(zhí)行權(quán)限可以進(jìn)入該目錄
• 當(dāng)進(jìn)程訪問一個(gè)文件時(shí)，會(huì)依次根據(jù)進(jìn)程的有效用戶ID，有效組ID以及附屬組ID來分別檢查對(duì)于該文件的權(quán)限；
• 調(diào)用chown可以改變一個(gè)文件的屬主和屬組。只有對(duì)于特權(quán)級(jí)進(jìn)程來說，才能更改文件的屬主；非特權(quán)級(jí)進(jìn)程只有在進(jìn)程的有效用戶ID和文件當(dāng)前屬主一致的情況下才能改變文件的屬主。函數(shù)原型為int chown(const char* pathname,uid_t owner,gid_t group)
• 若想要更改文件的權(quán)限位，一般先調(diào)用stat獲取文件的原權(quán)限，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，最后調(diào)用chmod。同樣的，對(duì)于chmod來說有兩種情況。當(dāng)調(diào)用進(jìn)程是特權(quán)級(jí)進(jìn)程，可以修改文件的權(quán)限位；當(dāng)調(diào)用進(jìn)程是非特權(quán)進(jìn)程，其有效用戶ID必須和文件屬主一致。函數(shù)原型為int chmod(const char* pathname,mode_t mode)
• 注意到文件名并沒有包括在inode節(jié)點(diǎn)的文件屬性中。文件名是存放在目錄下的，對(duì)于一個(gè)目錄來說，它的inode的文件類型表示一個(gè)目錄，并且inode中數(shù)據(jù)塊指針?biāo)赶虻臄?shù)據(jù)塊中存放的是關(guān)于文件名和inode的映射。有可能存在多個(gè)不同的文件名指向相同的一個(gè)inode，這就是一個(gè)硬鏈接。如果一個(gè)inode節(jié)點(diǎn)的硬鏈接計(jì)數(shù)為0，那么該文件就會(huì)被刪除，即釋放相關(guān)inode和數(shù)據(jù)塊
• 硬鏈接存在兩個(gè)問題，其一是只能應(yīng)用于同一個(gè)文件系統(tǒng)下，因?yàn)閕node編號(hào)的唯一性不能跨文件系統(tǒng)；其二是不能為目錄創(chuàng)建硬鏈接，避免出現(xiàn)鏈接環(huán)路
• 為解決上述問題，就要用到符號(hào)鏈接。建立一個(gè)符號(hào)鏈接相當(dāng)于建立一個(gè)新的文件，也就新建了一個(gè)inode節(jié)點(diǎn)，符號(hào)鏈接的文件數(shù)據(jù)只包括所引用文件的絕對(duì)路徑，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)符號(hào)鏈接時(shí)，會(huì)自動(dòng)解引用找到真正的文件
• 有關(guān)硬鏈接的函數(shù)原型如下，link和unlink分別是創(chuàng)建和刪除一個(gè)硬鏈接，需要注意的是link和unlink不會(huì)對(duì)pathname解引用，即如果oldpath或者pathname是符號(hào)鏈接，那么只會(huì)針對(duì)該符號(hào)鏈接去新建或者刪除硬鏈接，而不涉及引用的實(shí)際文件

       #include <unistd.h>

       int link(const char *oldpath, const char *newpath);
       int unlink(const char *pathname);

• rename調(diào)用同shell命令mv，可以移動(dòng)或者重命名一個(gè)文件，原型為int rename(const char* oldpath,const char* newpath)
• symlink調(diào)用用于創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)鏈接，如果target所代表的文件不存在，那么linkpath成為懸空鏈接，原型為int symlink(const char *target, const char *linkpath);另外，解除一個(gè)符號(hào)鏈接也是調(diào)用unlink函數(shù)。如果用open去打開一個(gè)符號(hào)鏈接，系統(tǒng)會(huì)為其解引用，即打開symbol link所引用的文件。所以如果想要查看符號(hào)鏈接本身的內(nèi)容，那么就使用readlink函數(shù)，buffer是保存內(nèi)容的緩沖區(qū)，bufsiz表示緩沖區(qū)大小，pathname表示符號(hào)鏈接路徑，原型為ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);需要注意的是，這個(gè)函數(shù)的返回值為放入buf中的字節(jié)數(shù)，并且buf中不會(huì)包括空字符，所以一般會(huì)分配一個(gè)長度為路徑最大長度的緩沖區(qū)，示例如下（解析一個(gè)符號(hào)鏈接的內(nèi)容）

  1 #include <unistd.h>
  2 #include <stdio.h>
  3 #include <sys/stat.h>
  4 #include <limits.h>
  5 #include <stdlib.h>
  6 
  7 #define BUFFSIZE PATH_MAX
  8 
  9 int main(void)
 10 {
 11     char buf[BUFFSIZE];
 12     char* path = "lntag";
 13     struct stat st;
 14 
 15     int res = lstat(path,&st);
 16     if(res == -1)
 17     {
 18         perror("stat");
 19         exit(1);
 20     }
 21 
 22     if(!S_ISLNK(st.st_mode))
 23     {
 24         printf("lntag is not a slink\n");
 25         exit(1);
 26     }
 27 
 28     int nums = readlink(path,buf,BUFFSIZE - 1);
 29     buf[nums] = '\0';
 30     printf("lntag:%s\n",buf);
 31     
 32     return 0;
 33 }

• 對(duì)于目錄的訪問不能使用open函數(shù)，調(diào)用open會(huì)出錯(cuò)；對(duì)于目錄的訪問需要另外一組API函數(shù)，首先需要使用opendir或者fdopendir獲得對(duì)目錄的一個(gè)指針，該指針是DIR類型的。然后循環(huán)調(diào)用readdir，傳入目錄指針，該函數(shù)的返回值是一個(gè)指向dirent結(jié)構(gòu)體的指針，這個(gè)結(jié)構(gòu)體相當(dāng)于一條目錄項(xiàng)，存放文件的inode和文件的名字以及其他信息；并且每調(diào)用一次readdir，就會(huì)自動(dòng)從指定的目錄指針中獲取下一條目錄項(xiàng)，直到返回NULL表示遍歷目錄結(jié)束。還可以調(diào)用rewinddir函數(shù)將目錄指針重新指向目錄初始處，另外遍歷結(jié)束后應(yīng)調(diào)用closedir釋放資源。相關(guān)函數(shù)原型及結(jié)構(gòu)體如下

       #include <dirent.h>
       #include <sys/types.h>

       struct dirent {
               ino_t          d_ino;       /* Inode number */
               off_t          d_off;       /* Not an offset; see below */
               unsigned short d_reclen;    /* Length of this record */
               unsigned char  d_type;      /* Type of file; not supported
                                              by all filesystem types */
               char           d_name[256]; /* Null-terminated filename */
           };

       DIR *opendir(const char *name);
       DIR *fdopendir(int fd);
       struct dirent *readdir(DIR *dirp);
       void rewinddir(DIR* dirp);
       int closedir(DIR* dirp);

• 可以通過dirfd函數(shù)獲得對(duì)應(yīng)于目錄流的文件描述符，原型為int dirfd(DIR* dirp)
• 關(guān)于進(jìn)程的當(dāng)前工作目錄，可以調(diào)用getcwd函數(shù)來獲取，該函數(shù)將當(dāng)前工作目錄字符串存放于cwdbuf數(shù)組中，size為函數(shù)寫入cwdbuf數(shù)組的最大長度，如果調(diào)用成功返回一個(gè)指向cwdbuf的指針；另外可以調(diào)用chdir和fchdir來改變當(dāng)前工作目錄，相關(guān)函數(shù)原型如下

       #include <unistd.h>

       int chdir(const char *path);
       int fchdir(int fd);
       char *getcwd(char *buf, size_t size);

• dirname和basename函數(shù)分別獲取對(duì)于pathname的目錄和文件名，例如對(duì)于路徑"/home/pty/file.c"，dirname返回"/home/pty"，basename返回"pty"，函數(shù)原型如下

#include <libgen.h>

char* dirname(char* pathname);
char* basename(char* pathname);