函数chown、fchown、fchownat和lchown
函数link、linkatunlink、unlinkat和remove
int stat(const char *pathname, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *buf);
int fstatat(int fd, const char *pathname, struct stat *buf, int flag);
头文件：sys/stat.h
功能：获取文件的信息结构。
返回值：若成功返回0，出错返回-1。
说明：
stat()获取文件pathname的信息结构；
如果文件是符号链接，lstat()将返回符号链接本身的信息，而不是指向的文件。
fstat()返回在描述符fd上打开的文件的信息结构。
fstatat() 返回相对于当前打开目录(fd)的路径名的信息结构。
flag参数：AT_SYMLINK_NOFOLLOW被置位，返回符号链接本身的信息，而不是指向的文件。
(1)pathname是绝对路径，忽略fd参数。
(2)pathname是相对路径，开始地址是 fd 指向的目录。
(3)pathname是相对路径，fd 参数等于 AT_FDCWD，开始地址是 当前工作目录。示例代码：lstat()
下表列出了UNIX系统的文件类型。文件类型存储在stat结构体中的st_mode成员中，可用下表中的宏S_ISxxx()来测试文件类型。将st_mode与宏S_IFMT位与，然后和宏S_IFxxx比较，也可以得到文件类型。即：
#define S_ISDIR(mode) (((mode) & S_IFMT) == S_IFDIR)| 文件类型 | 说明 | 宏 |
|---|---|---|
| 普通文件 regular file | 最常用的文件类型，包含了某种形式的数据。 | S_ISREG() S_IFREG |
| 目录文件 directory file | 包含了其他文件的名字以及指向这些文件有关信息的指针。 | S_ISDIR() S_IFDIR |
| 块特殊文件 block special file | 提供对设备带缓冲的访问，每次访问以固定长度进行。 | S_ISBLK() S_IFBLK |
| 字符特殊文件 character special file | 提供对设备不带缓冲的访问，每次访问长度可变。 | S_ISCHR() S_IFCHR |
| FIFO | 用于进程间通信，有时也称为命名管道。 | S_ISFIFO() S_IFFIFO |
| 套接字 socket | 用于进程间的网络通信。 | S_ISSOCK() S_IFSOCK |
| 符号链接 symbolic link | 指向另一个文件。 | S_ISLNK() S_IFLNK |
示例代码：
struct stat sta = {0};
/* init stat from file */
if (S_ISREG(sta.st_mode))
printf("regular file\n");与进程相关的ID。通常，有效用户ID等于实际用户ID；有效组ID等于实际组ID。
| ID | 说明 |
|---|---|
| 实际用户ID | 实际上是谁，在登录时取自口令文件中的登录项 |
| 实际组ID | |
| 有效用户ID | 用于文件访问检查 |
| 有效组ID | |
| 附属组ID | |
| 保存的设置用户ID | 有效用户ID的副本 |
| 保存的设置组ID | 有效组ID的副本 |
与文件相关的ID
文件所有者：stat 结构中的 st_uid
文件所属组：stat 结构中的 st_gid
当执行一个文件时，(进程的)有效用户ID等于(登录用户的)实际用户ID。也就是说，与文件没有关系。如果文件的设置用户ID（SUID）置位，那么，(进程的)有效用户ID等于文件的所有者。
有效组ID也是类似的。
SUID 和 SGID 存储在 stat 结构体中的 st_mode 成员中。可用宏 S_ISUID() S_ISGID() 测试。
st_mode包含了对文件的访问权限位，可用以下宏来测试。
| st_mode屏蔽位 | 含义 | st_mode屏蔽位 | 含义 | st_mode屏蔽位 | 含义 |
|---|---|---|---|---|---|
| S_IRUSR | 用户读 | S_IWUSR | 用户写 | S_IXUSR | 用户执行 |
| S_IRGRP | 组读 | S_IWGRP | 组写 | S_IXGRP | 组执行 |
| S_IROTH | 其他读 | S_IWOTH | 其他写 | S_IXOTH | 其他执行 |
文件访问权限的规则：
- 打开任一类型的文件，对该名字中包含的每一个目录，以及当前工作目录，都要有执行权限。
目录的读权限：获取该目录中所有文件名的列表
目录的执行权限：可通过该目录访问一个文件
如果PATH变量指定了一个不具有执行权限的目录，shell不会在此目录下寻找可执行文件
- 文件的读权限：打开文件进行读操作。
与open 函数的 O_RDONLY 和 O_RDWR 标志有关。
- 文件的写权限：打开文件进行写操作。
与open函数的 O_WRONLY 和 O_RDWR标志有关。
- open 函数指定 O_TRUNC 标志时，必须具有写权限。
- 在目录中创建一个文件，对所在目录必须有写权限和执行权限
- 删除一个文件，对所在目录必须有写权限和执行权限，对文件本身不需要读写权限。
- exec执行某个文件，必须有执行权限，且是一个普通文件。
文件权限的测试：
进程打开、创建、删除一个文件时，内核会进行权限的测试。
测试过程涉及到文件的所有者(st_uid)、文件的所属组(st_gid)，
以及进程的有效用户ID和有效组ID。
- 如果进程的
有效用户ID是root，允许访问（忽略了文件的权限位） - 如果进程的
有效用户ID和文件的st_uid相同，如果所有者适当的访问权限位打开，则允许访问。否则拒绝访问。 - 如果进程的
有效组ID和文件的st_gid相同，如果所属组适当的访问权限位打开，允许访问，否则拒绝。 - 若其他用户的适当权限位被设置，允许访问，否则拒绝。
注：如果（2）测试失败，则（3）和（4）不会测试；其他类似。
适当的访问权限是指：若进程为读而打开该文件，则用户读位应为1。其他类似。
新文件（目录）的所有者是进程的有效用户ID。
新文件（目录）的组ID可以是下列之一： \
- 进程的有效组ID
- 所在目录的组ID（可以做到向下传递权限）
对于Linux来说，如果目录的设置组ID位（
SGID）被设置，则是(2)；否则(1)。
int access(const char *pathname, int mode);
int faccessat(int fd, const char *pathname, int mode, int flag);
头文件：unistd.h
功能：以进程的实际用户ID和实际组ID来测试访问权限。
open()函数使用有效用户ID和有效组ID来测试。
返回值：成功(有权限)返回0，出错(没有权限)返回-1。
形参说明：
pathname：测试文件的文件名
mode：测试的权限，详细见下表。
flag：更改 faccessat()的行为，如果取值为 AT_EACCESS，
访问检查用进程的有效用户ID和有效组ID。
fd：
(1)pathname 为绝对路径，忽略此参数。
(2)pathname 为相对路径，fd 指出起始目录。
(3)pathname 为相对路径，fd 取值为 AT_FDCWD，起始目录为当前工作目录。形参mode指明需要测试的权限，按以下常量位或：
| mode | 说明 | 头文件 |
|---|---|---|
| R_OK | 测试读权限 | unistd.h |
| W_OK | 测试写权限 | |
| X_OK | 测试执行权限 | |
| F_OK | 测试文件是否存在 |
示例代码：test_access.c
mode_t umask(mode_t cmask);
头文件：sys/stat.h
功能：为进程设置文件模式创建屏蔽字，并返回之前的值。
返回值：之前的文件模式创建屏蔽字。
说明：
cmask：由 S_IRUSER S_IWUSR 等常量按位或构成。
umask 中为1的位，新建文件对应的权限一定被关闭。在shell中，可用umask命令查看或设置文件模式创建屏蔽字。
示例代码：test_umask.c
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);
int fchmodat(int fd, const char *pathname, mode_t mode, int flag);
头文件：sys/stat.h
功能：更改现有文件的访问权限。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
pathname：文件名。
mode：新的访问权限。下图所示常量的按位或。
flag：取值为 AT_SYMLINK_NOFOLLOW时，不会跟随符号链接。
区别：
fchmod() 对已打开的文件进行操作。
fchmodat()：
(1) pathname 为绝对路径，忽略fd参数。
(2) pathname 为相对路径，fd 指出起始目录。
(3) pathname 为相对路径，fd 取值为 AT_FDCWD，起始目录为当前工作目录。执行时设置组ID保存正文（粘着位）用户读用户写用户执行为了改变一个文件的权限位，进程的
有效用户ID必须等于文件的所有者ID或root。
| mode | 说明 |
|---|---|
| S_ISUID | 执行时设置用户ID |
| S_ISGID | |
| S_ISVTX | |
| S_IRWXU | 用户读、写和执行 |
| S_IRUSR | |
| S_IWUSR | |
| S_IXUSR | |
| S_IRWXG | 组读、写和执行 |
| S_IRGRP | 组读 |
| S_IWGRP | 组写 |
| S_IXGRP | 组执行 |
| S_IRWXO | 其他读、写和执行 |
| S_IROTH | 其他读 |
| S_IWOTH | 其他写 |
| S_IXOTH | 其他执行 |
chmod()将在下列条件自动清除两个权限位：
- Solaris等系统，试图设置普通文件的S_ISVTX权限位，而没有root权限，那么S_ISVTX将会自动关闭。
- 如果新文件的组ID不等于进程的有效组ID或者进程的附属组ID中的一个，而且进程没有root权限，那么S_ISGID会被自动关闭。
新创建文件的组ID可能是父目录的组ID。
S_ISVTX，粘着位（sticky bit），也称为保存正文位（saved-text bit）。对于设置了粘着位的可执行文件或目录，有以下效果：
- 可执行文件
程序第一次被执行，在其终止时，程序正文部分的一个副本仍被保存在交换区。这使得下次执行该程序时能够较快的将其载入内存。
- 目录
只有对该目录有写权限，并且满足下列条件之一，才能删除或重命名该目录下的文件：
- 拥有此文件
- 拥有此目录
- 是超级用户
典型应用：/tmp 目录。任何一个用户都可以在此目录创建文件，但是不能删除或重命名属于其他人的文件。
int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int fd, uid_t owner, git_t group);
int fchownat(int fd, const char *pathname, uid_t owner, git_t group, int flag);
int lchown(const char *pathname, uid_t owner, git_t group);
头文件：unistd.h
功能：更改文件的用户ID和组ID。
若owner/group对应的取值为-1，表示不更改。
形参说明：
pathname：文件名。
owner：用户ID，若为-1，表示不更改。
group：组ID，若为-1，表示不更改。
区别：
fchown()在一个已打开的文件上操作，所以不能改变符号链接的uid/gid。
lchown()更改符号链接本身的uid/gid。
fchownat()：
(1) pathname 是绝对路径，忽略参数fd。
(2) pathname 是相对路径，fd参数指出起始目录。
(3) pathname 是相对路径，fd参数是AT_FDCWD，起始目录是当前工作目录。
flag：若设置了AT_SYMLINK_NOFOLLOW位，表示更改符号链接本身的uid/gid。若_POSIX_CHOWN_RESTRICTED对指定的文件生效，则：
- 只有超级用户进程能更改该文件的用户ID
- 普通进程可以更改属于自己的文件的gid，但只能更改到进程的有效组ID或附属组ID。
非超级用户进程调用成功返回时，文件的设置用户ID位(SUID)设置组ID位(SGID)将被清除。
- stat 结构成员 st_size 表示以字节为单位的文件长度。
- st_size 只对普通文件、目录文件和符号链接有意义。
- 普通文件：长度可以为0，在开始读取时，将得到文件结束标志（EOF）。
- 目录文件：通常是一个数（16或512）的整数倍。
- 符号链接：在文件名中的实际字节数。
- 部分系统对管道也定义了文件长度，表示可从管道中读取的字节数。
- st_blksize：对文件IO较合适的块长度。
- st_blocks：所分配的实际512字节块块数。
并不是所有系统都是512B，此值是不可移植的。
- 文件中的空洞：设置的偏移量超过文件尾端，并写入某些数据后照成的。
查看文件大小的命令
- ls -l 以字节为单位
- du -s 以块为单位，一般情况下一块是512B
- wc -c 计算文件中的字符数
int truncate(const char *pathname, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);
头文件：unistd.h
功能：将文件的长度截断为length。
如果length=0，可以在打开文件时指定 O_TRUNC 选项。
形参说明：
pathname：
fd：
length：
说明：
length < old_length 文件缩小，超过 length 的部分将不可访问
length > old_length 文件增加，old_length 和 length 之间的数据读为0。
很有可能创建了一个空洞。
- 磁盘
- 磁盘可以有多个分区，每个分区有不同的文件系统。
- 在一个分区中，有多个柱面。每个柱面，包含i节点数组、数据块、目录块。
- 数据块
- 文件存储数据的地方
- 一个文件可以有多个数据块
- 一个数据块只能被一个文件所拥有
- 目录块
- 存储目录文件数据的地方
- 由
目录项构成，目录项包含i节点编号和文件名- i节点编号可以理解为指向某个i节点，此i节点即为此目录下的文件。
- 指向的i节点与目录块必须在同一个分区。
- 有两个特殊的目录项：
.和..。
- i节点
- 包含了文件的大部分信息：文件类型、文件访问权限位、文件长度、指向文件数据块的指针。
- 链接计数(st_nlink)：指向此i节点的目录项。减为0，才会删除该文件。
由以上内容可以推出： 任何一个叶目录（不含任何文件）的链接计数总是2， （1）命名该目录的目录项 （2）该目录中的 . 目录
int link(const char *existingpath, const char *newpath);
int linkat(int efd, const char* existingpath, int nfd, const char*newpath, int flag);
头文件：unistd.h
功能：创建一个指向现有文件的链接。
创建一个新目录项newpath，引用现有文件existingpath。
existingpath所引用文件的链接计数加1。
如果newpath已经存在，则返回出错。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
existingpath：现有目录项。
newpath：新目录项。
efd：
(1) existingpath为绝对路径，忽略efd。
(2) existingpath为相对路径，efd指明起始目录。
(3) existingpath为相对路径，efd为AT_FDCWD，起始目录为当前工作目录。
nfd：与efd类似。
flag：(假设 existingpath 是个符号链接，且指向toppath)
设置了 AT_SYMLINK_FOLLOW 标志
newpath => toppath
existingpath -> toppath
没有设置 AT_SYMLINK_FOLLOW 标志
newpath => existingpath -> toppath
=> 硬链接，两个文件的inode相同
-> 软链接，两个文件的inode不同
限制：
(1) 无法跨文件系统
(2) 只有root可以创建指向目录的硬链接int unlink(const char* pathname);
int unlinkat(int fd, const char* pathname, int flag);
头文件：unistd.h
功能：删除目录项，并将由pathname所引用文件的链接计数减1。
如果出错，不对该文件做任何更改。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
pathname：
注：如果是符号链接，则删除符号链接本身，而不是指向的文件。
fd：略
flag：AT_REMOVEDIR 标志被设置时，unlinkat() 可以类似于rmdir()一样删除目录。
否则和unlink()执行同样的操作。
权限要求：
对包含该目录项的目录具有写和执行权限。
如果目录设置了粘着位(S_ISVTX)，还要具备下列条件之一：
拥有该文件；或拥有该目录；或具有超级用户权限。删除一个文件（inode）的条件：
- 打开该文件的进程个数为0
- 指向该文件(inode)的目录项为0，即链接计数为0
int remove(const char *pathname);
头文件：stdio.h
功能：对于文件，remove() 的功能与 unlink() 相同
对于目录，remove() 的功能与 redir() 相同
返回值：成功返回0，出错返回-1。
说明：
此函数由 ISO C 说明。
绝大多数非UNIX系统不支持文件链接。int rename(const char *oldname, const char *newname);
int renameat(int oldfd, const char *oldname, int newfd, const char *newname);
头文件：stdio.h
功能：对文件或目录重命名。
ISO C对文件定义了rename() 函数，POSIX.1扩展了此标准，使其包含了目录和符号链接。
形参说明：
oldname：
newname：
oldfd：
newfd：
权限要求：
对包含oldname及包含newname的目录具有写和执行权限。- oldname是文件或符号链接
如果 newname 存在，
必须不是一个目录。先将 newname 删除，然后将oldname重命名为 newname。
- oldname 是目录
如果 newname存在，
必须是一个空目录。先将 newname 删除，然后将oldname重命名为 newname。
newname 不能包含 oldname 作为路径前缀。不能将 /usr/foo 重命名为 /usr/foo/testdir。
- 如果 oldname 或 newname 引用符号链接，则处理的是符号链接本身，而不是引用的文件。
- 不能对 . 和 .. 重命名。
- 如果 oldname 和 newname 相同，不做任何更改，直接成功返回。
- 符号链接是对一个文件的间接指针.
- 符号链接文件本身，只是存储了目标文件的路径。
- 使用以名字引用文件的函数时，应当了解该函数是否跟随符号链接到达它所链接的文件。
注意：可以创建一个符号链接，指向一个不存在的文件。如果使用跟随符号链接的函数访问此符号链接，将会出错。
- 使用符号链接可能会在文件系统中引用循环。大多数查找路径名的函数在这种情况发生时都将出错返回，errno等于ELOOP。
跟随符号链接：access() chdir() chmod() chown() creat() exec() link() open() opendir() pathconf() stat() truncate()
不跟随符号链接：lchown() lstat() readlink() remove() rename() unlink()
int symlink(const char *actualpath, const char *sympath);
int symlinkat(const char *actualpath, int fd, const char *sympath);
头文件：unistd.h
功能：创建一个指向actualpath的新目录项sympath。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
actualpath：
sympath：
fd：
(1) sympath是绝对路径，忽略此参数。
(2) sympath是相对路径，fd 指出起始目录。
(3) sympath是相对路径，fd 等于 AT_FDCWD，起始目录是当前工作目录。
说明：
在创建此符号链接时，并不要求actualpath已经存在。ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsize)
ssize_t readlinkat(int fd, const char *pathname, char *buf, size_t bufsize)
头文件：unistd.h
功能：打开符号链接本身，并读该链接中的名字。
返回值：若成功，返回读取的字节数；若出错，返回-1。
形参说明：
pathname：
buf：返回读取到的名字，不以null字节终止。
bufsize：buf的长度。
fd：略。每个文件维护3个时间字段，际精度依赖于文件系统的实现。
| 字段 | 说明 | 例子 | ls选项 |
|---|---|---|---|
| st_atime | 文件数据的最后访问时间 | read | -u |
| st_mtime | 文件数据的最后修改时间 | write | 默认 |
| st_ctime | i节点状态的最后更改时间 | chmod() chown() | -c |
- 注意 st_mtime 和 st_ctime 的区别。
i节点和文件数据是分开存放的。
- 系统并不维护对i节点的最后一次访问时间，
access() 和 stat() 不更改以上任何一个时间。
- 当修改一个文件(目录)的时候，还有可能会影响其父目录的时间。
int futimens(int fd, const struct timespec times[2]);
int utimensat(int fd, const char *path, const struct timespec times[2], int flag);
头文件：sys/stat.h
功能：更改一个文件的访问和修改时间。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
times[0]：返回时间
times[1]：修改时间
(1) times为空指针，st_atim和st_mtim都设置为当前时间。
(2) times非空指针，tv_nsec=UTIME_NOW，相应的时间戳设置为当前时间。
(3) tv_nsec 的值为 UTIME_OMIT，相应的时间戳不变。
(4) tv_nsec 既不是 UTIME_NOW ，也不是 UTIME_OMIT，
相应的时间戳设置为相应的 tv_sec tv_nsec。
权限要求：
如果要更改文件的时间，则进程的有效ID要等于文件的所有者ID，
需要有写权限。
或者进程具有root权限。两个函数的区别：
- futimens()需要打开文件来更改，utimensat()使用文件名更改。
utimensat()函数的fd参数：略。
- futimens()无法更改符号链接本身的时间，utimensat()可以通过flag参数来控制。
flag如果设置了AT_SYMLINK_NOFOLLOW标志，则符号链接本身的时间会被修改。默认的行为是跟随符号链接，并把文件的时间改成符号链接的时间。
int utimes(const char *pathname, const struct timeval times[2]);
头文件：sys/time.h
功能：更改一个文件的访问和修改时间。
返回值：成功返回0，出错返回-1。
形参说明：
pathname：
times：两个时间戳用秒和微秒表示。
struct timeval {
time_t tv_sec; /* second */
long tv_usec; /* microseconds */
}注意：不能对状态更改时间t_ctim指定一个值，调用这些函数时，st_ctim会自动更新。
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
int mkdirat(int fd, const char *pathname, mode_t mode);
头文件：sys/stat.h
返回值：成功返回0，出错返回-1。
功能：创建一个新的空目录，. 和 .. 目录项是自动创建的。
形参说明：
pathname：
mode：文件访问权限，由文件模式创建屏蔽字(umask)修改。
对目录通常至少要设置一个执行权限位，
以访问该目录中的文件名。
fd：略。
新目录的UID和GID：
UID：进程的有效用户ID。
GID：进程的有效组ID或父目录的组ID。int rmdir(const char *name);
头文件：unistd.h
返回值：成功返回0，出错返回-1。
功能：删除一个空目录，只包含 . 和 .. 的目录。
形参说明：
pathname：
说明：
此函数使目录的链接计数成为0，
如果没有其他进程打开此目录，则释放此目录占用的空间。
否则，删除最后一个链接，删除目录项.和..，在此目录中不能新建文件。- 对某个目录具有访问权限的任一用户都可以读该目录。
- 只有内核能够写目录。
- 对目录的写、执行权限，只是代表能在此目录中新建、删除文件，不代表写目录本身。
由于各个平台，目录的格式各不相同，为了简化读目录的过程，UNIX包含了一套与目录有关的例程，是 POSIX.1的一部分。
头文件：dirent.h
打开目录（从文件名或文件描述符）：
DIR *opendir(const char *pathname);
DIR *fdopendir(int fd);
返回值：若成功返回指针，出错返回NULL。
读取一个目录项：
struct dirent *readdir(DIR *dp);
返回值：成功返回指针；在目录尾或出错返回NULL。
复位目录项偏移量：
void rewinddir(DIR *dp);
关闭打开的目录：
int closedir(DIR *dp);
返回值：成功返回0，出错返回-1。
获取目录偏移量：
long telldir(DIR *dp);
返回值：
void seekdir(DIR *dp, long loc);struct dirent结构体至少包含以下两个成员：
struct dirent {
ino_t d_ino; /* i-node number */
char d_name[] /* null-terminated filename */
}
d_name的大小没有指定，但是必须保证能包含NAME_MAX个字节。- 当前工作目录：
进程的一个属性，是所有相对路径名的起点 - 用户的起始目录：
登录名的一个属性，/etc/passwd文件的第6个字段
int chdir(const char *pathname);
int fchdir(int fd);
头文件：unistd.h
返回值：成功返回0，出错返回-1。
功能：
更改当前的工作目录，chdir()跟随符号链接。
注意：
当前工作目录是进程的属性，
chdir/fchdir 只会影响当前的进程。
所以 cd 命令内建在 shell 中。char *getcwd(char *buf, size_t size);
头文件：unistd.h
返回值：若成功返回buf，出错返回NULL。
功能：获取当前的工作目录完整的绝对路径名。
形参说明：
buf：返回路径名。
size：buf的长度。
注意：
buf必须有足够大的长度，
来容纳绝对路径名再加上一个NULL字符，
否则返回NULL。回到当前工作目录的方法：
- getcwd 获取绝对路径，随后利用chdir跳转回来
- open当前目录，随后利用 fchdir 跳转回来。
可以尝试看一下pwd的源码
示例代码：test_getcwd.c
- 文件系统所在的存储设备都由主、次设备号表示，设备号使用数据类型 dev_t 表示。主设备号标识设备驱动程序，次设备号标识特定的子设备。
- 通常可以使用 major 访问主设备号，minor 访问次设备号。
- 系统中与每个文件名关联的 st_dev 是文件系统的设备号，该文件系统包含了文件名和i节点。
- 只有字符特殊设备和块特殊设备才有 st_rdev，此值包含实际设备的设备号。