文件属性之文件权限

文件属性

文件属性：我们通过ls查到就是文件属性，只不过ls只显示了部分文件属性

学习操作文件属性的OS API，可以深入的理解文件

文件属性的OS API

• stat、fstat、lstat
• umask
• chown，fchown，lchown
• link，unlink，remove，rename
• symlink和readlink
• chdir、和getcwd

文件七种类型

z-:普通文件d:目录文件c:字符设备文件s:套接字文件

p:管道文件l：链接文件b：块设备文件

1. 普通文件

普通文件根据存放的内容的不同，分为:

• 文本文件:存放的都是文字编码

文本编辑器打开后，会将这些文字编码翻译为文字图形

• 纯二进制文件（机器码）:里面放的是cpu执行的纯二进制机器码

用文本编辑器打开后，显示的内容无法是错乱的，无法辨识。

其实不管存放的是文字编码，还是机器码，在计算机中存储时，其实都是以二进制形式存放的

2. 目录文件

目录是一种特殊的文件，专门用于管理其它文件。

3. 字符设备文件

字符设备文件就是字符设备驱动程序在上层的表现形式。

​ 当应用程序想要实现对某个字符设备进行读写时，需要调用底层的字符设备驱动程序，上层就需要对接底层的字符驱动程序，字符设备驱动在上层会以“字符设备文件”的形式表现出来，我们通过open、read、write去读写字符设备文件，就实现了和底层字符设备驱动程序的交互。

4. 块设备文件

块设备文件，是块设备驱动程序在上层的表现形式

字符设备与块设备有什么区别？
字符设备： 以字节为单位来操作数据。比如：键盘、鼠标、显示器都等是字符设备。
		  字符设备的驱动程序，就称为“字符设备驱动程序”
块设备:   块设备存储的数据量往往非常大，为了提高读写效率，都是以块（1024字节）为单位来操作数据。
	      比如电脑硬盘、移动硬盘、u盘等，凡是涉及大量数据存储的，都是以块为单位来操作数据的，都是块设备。
          块设备的驱动程序，就称为“块设备驱动程序”。
底层驱动程序，就分为字符设备驱动和块设备驱动
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5.管道文件（FIFO：p）

管道文件，用于实现不同进程（程序）之间的通信，管道是OS提供的一种纯代码层面的通信机制。

​ 数据 数据
​ A进程 ————> 管道文件 ————>B进程

6.套接字文件（socket）

专门用于网络通信的文件

7.符号连接（symbolic link）

其实就是一种快捷图标，背后指向了另外一个文件

这7类文件，其中普通文件数量最多，其次是目录文件，然后才是其它类的文件

用file命令查看可执行文件

• ELF：Linux下可执行文件的格式，Windows下的可执行文件是PE格式
• 64-bit：文件里面的机器指令是64位的
• LSB：小端序，C语言里面有详细介绍大小端序
• executable：明确告诉你，该文件是一个可执行文件
• x86-64：运行的是intel的i386的、64位的cpu
• dynamically linked, /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
  程序使用的库是动态链接库，库名叫/lib64/ld-linux-x86-64.so.2
• for GNU/Linux 3.2.0：运行的系统是Linux系统（ubuntu），数字是版本号
• not strippe：程序没有被瘦身，里面包含有各种用于调试用的信息。
• 当这个程序最终发布时，会使用strip命令为程序瘦身，去除里面的无用信息，让程序变的更小。

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获取文件属性的函数：stat、lstat、fstat

• 这三个是兄弟函数，实现的功能相同，只是略微有区别

我们只要先把stat函数搞清楚了，lstat、fstat非常容易理解。

• ls命令其实就是调用了这三个函数中的lstat来实现的，我们可以调用lstat函数来自己实现一个ls命令

• 通过这三个函数的学习，深刻的理解文件各种属性，进而理解了“文件”是个什么东西

1.stat

函数原型

#include 
#include 
#include 
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
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函数功能

功能就是获取文件的属性信息

每个文件的属性信息，都是存在块设备上、该文件自己的inode节点空间中的。

​ 调用stat函数时，文件系统通过stat给的path，到块设备上索引到该文件的inode节点空间，然后将里面的文件属性信息，读到应用程序的缓存中，如此就得到了文件的属性信息。

			            文件属性数据中转的过程：
应用缓存 <———— stat函数提供的内核缓存 <———— 驱动程序的缓存 <————— 块设备上的inode结点
              应用缓存：调用stat函数的应用在内存中开辟的应用缓存
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返回值

调用成功，返回0，失败返回-1，errno被设置。

参数说明

       int stat(const char *path, struct stat *buf);
（1）const char *path：文件路径名
（2）struct stat *buf：应用缓存，用于存放读到的文件属性信息
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#include
#include
#include 
#include 
#include 
void print_error(char* str){
    perror(str);
    exit(-1);
}
int main(){
    int res=0;//存放返回结果
    struct stat sta={0};//存放应用缓存
     //int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
    res=stat("mm.txt",&sta);
    if(res==-1) print_error("stat fail!");
    //把读入的内容打印
    printf("%d %lu %d %d %ld  %s\n",sta.st_mode,sta.st_nlink,sta.st_uid,\
              sta.st_gid,sta.st_size,"mm.txt");
    return 0;
}
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Linux都是以数字形式来管理属性信息的

主函数传参数

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
void print_error(char* str){
    perror(str);
    exit(-1);
}
int main(int argc,char** argv){//main带参数
  int res=0;
  struct stat aaa={0};
  //argc---参数数量
  if(argc!=2) {printf("可执行程序+文件名"); exit(-1);}
  /*获取文件属性*/
  res=stat(argv[1],&aaa);//注意取地址，传的是指针
  if(res==-1)  print_error("stat fails!");
  /*打印文件属性*/
  printf("%d %ld %u %u %ld %ld %s",\
        aaa.st_mode,aaa.st_nlink,aaa.st_uid,aaa.st_gid,\
        aaa.st_size,aaa.st_atime,argv[1]);
  return 0;
}
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7类文件都有的属性

​ ino_t st_ino; / inode结点号 /
​ mode_t st_mode; /* 文件类型和文件权限*/
​ nlink_t st_nlink; /* 链接数 /
​ uid_t st_uid; / 文件所属用户ID*/
​ gid_t st_gid; /* 文件所属组ID /
​ off_t st_size; / 文件大小 /
​ time_t st_atime; / 最后一次访问时间，read*/
​ time_t st_mtime; /* 最后一次修改时间，write /
​ time_t st_ctime; / 最后一次属性修改的时间，如权限被修改，文件所有者（属主）被修改 */

专门给块设备文件用的
-----1:dev_t     st_dev;         /* 块设备号 */ 
-----2:blksize_t st_blksize;    /* 系统每次按块Io操作时，块的大小（一般是512或1024）*/
-----3:blkcnt_t  st_blocks;  	/* 块的索引号 */
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专门给字符设备用的 
-----dev_t     st_rdev;         /* 字符设备号（ID） */
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ls信息

• st_uid—表示文件的所属用户，用户id（用户编号）是唯一的

• st_gid----多个用户可以在一起组成一个组，其中的某个用户会担任组长，该用户的用户id，就是整个组的组id

  ​ 对于普通用户而言，自己一个人就是一组，组员和组长都是自己，所以一般情况下，ls显示文件的所属组时，就是所属用户亲自担任组长的那个组，而且组员就自己一人

st_mode属性

​ 介绍st_mode的目的是，希望通过st_mode的学习，深入理解文件权限这个东西。

关键是理解，而不是记忆

st_mode起到：表示文件类型和指定文件权限的双重作用

st_mode的第一个符号代表文件类型，其他的表示的是“文件权限”

每三个为一组（rwx rwx r-x）

第一个读权限，第二个写权限，第三个可执行权限

每组第一个：如果是-，表示不能读，如果是r，表示可以读
每组第二个：如果是-，表示不能写，如果是w，表示可以写
每组第三个：如果是-，表示不可以被cpu执行，如果是x，表示可以被执行

三组权限

创建文件的用户；用户组里的其他用户；普通用户

第一组：代表的是文件所属用户，对该文件的操作权限

第二组：代表的是文件所属组里面，其它的组员用户，对该文件的操作权限

第三组：除了所属用户、所属组以外的，其它用户对该文件的操作权限

这里只有root可读写，所以guojiawei没有权限去写文件

三组权限的大小关系

• 正常情况下，所属用户的操作权限 >= 组员用户的操作权限 >= 其它不相干用户的操作权限

把数字打印成字母形式

st_mode为33200，对应的二进制为：1000(文件类型) 000 (设置位)110 110 000(文件权限)

文件类型宏名

为了方便使用，在Linux系统提供的stat.h头文件中，给数字定义了宏名

#define S_IFREG 0100000 代表普通文件
#define S_IFDIR 0040000 代表目录文件
#define S_IFBLK 0060000 代表块设备文件
#define S_IFCHR 0020000 代表字符设备文件
#define S_IFIFO 0010000 代表管道文件
#define S_IFSOCK 0140000 代表套接字文件
#define S_IFLNK 0120000 代表符号链接文件

如何取出12~15位的值，然后用于判断文件的类型

• 使用c语言中的 & 操作即可实现
• 使用屏蔽字0170000（1111000000000000）&st_mode，将0_{13清零（屏蔽），留下的12}15
• 系统给这个屏蔽字定义了一个宏名，即#define S_IFMT 0170000

如何快速判断文件类型

/*文件属性自定义*/
  char file_type ='0';
  //判断
  if(S_ISLNK(aaa.st_mode))      file_type='l';
  else if(S_ISREG(aaa.st_mode)) file_type='-';
  else if(S_ISDIR(aaa.st_mode)) file_type='d';
  else if(S_ISCHR(aaa.st_mode)) file_type='c';
  else if(S_ISBLK(aaa.st_mode)) file_type='b';
  else if(S_ISFIFO(aaa.st_mode)) file_type='p';
  else file_type='s';
  printf("\n%c\n",file_type);
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从数字提取文件权限

文件权限
										rwx rwx r-x									                                         __________/\_________
			文件类型    设置位     |                    |
			* * * *    * * *      * * *   * * *   * * *
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如图：4位文件权限，3位设置位，三组文件权限，每组文件权限三位

提取用户权限

#define S_IRUSR 00400：对应的是0000 000 100 000 000，提取用户读权限
#define S_IWUSR 00200：对应的是0000 000 010 000 000，提取用户写权限
#define S_IXUSR 00100：对应的是0000 000 001 000 000，提取用户可执行权限

提取用户组权限

#define S_IRGRP 00040 (0000 000 000 100 000)
#define S_IWGRP 00020 (0000 000 000 010 000)
#define S_IXGRP 00010 (0000 000 000 001 000)

提取其他用户权限

#define S_IROTH 00004 (0000 000 000 000 100)
#define S_IWOTH 00002 (0000 000 000 000 010)
#define S_IXOTH 00001 (0000 000 000 000 001)

比如提取例子中的st_mode值（33200）中的用户权限

33200(十进制) = 1000000110110000(二进制)

1000 000 110 110 000&0000 000 100 000 000 S_IRUSR
1000 000 110 110 000 &0000 000 010 000 000 S_IWUSR
1000 000 110 110 000 &0000 000 001 000 000 S_IXUSR

#include
#include
#include 
#include 
#include 
int main(int argc,char** argv){
    if(argc!=2) {
        printf("请输入文件路径和文件名");
        exit(-1);
    }
    struct stat _buf={0};
    int res=stat(argv[1],&_buf);//注意取地址
    //int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
    /*打印文件权限--使用移位*/
    int i;
    char show_qx[]="rwxrwxrwx";
    char buf_qx[10]={0};
    for(i=0;i<9;i++){
        if(_buf.st_mode & (1<<(8-i))) {
          buf_qx[i]=show_qx[i];//值为1，&位真
        }
        else{
          buf_qx[i]='-';
        }
    }
    printf("%s\n",buf_qx);
  return 0;
}
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