Linux note2

文件和目录

stat()、fstat()、lstat()、fstatat()

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 #include <sys/stat.h>
 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 dirfd, const char *pathname, struct stat *buf, int flags);

stat：根据文件路径获取文件属性，会跟随符号链接，返回链接指向的目标文件信息。

pathname：文件路径
跟随符号链接，获取链接指向文件信息

fstat：通过已打开的文件描述符 fd 获取文件属性，无需文件路径。

fd：已打开文件描述符
无需路径，不受进程目录、链接影响

lstat：和 stat 路径参数一致，不跟随符号链接，如果路径是软链接，返回软链接本身的 inode 信息，遍历目录树时必须使用 lstat。

参数同 stat，不跟随软链接，直接获取链接本身属性

fstatat：相对于指定目录 dirfd 进行路径查询的扩展函数

dirfd：基准目录 fd（AT_FDCWD = 当前目录，pathname 为绝对路径时 fd 参数被忽略。）
pathname：相对 / 绝对路径
flags：
- AT_SYMLINK_NOFOLLOW：不追踪软链接（等价 lstat）
- 无该标志：追踪软链接（等价 stat）

struct stat 结构体成员

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 struct stat {
     mode_t    st_mode;      // 文件类型 + 文件访问权限
     ino_t     st_ino;       // 文件i节点编号，文件唯一标识
     dev_t     st_dev;       // 文件所在的设备编号
     dev_t     st_rdev;      // 特殊设备文件的设备编号
     nlink_t   st_nlink;     // 文件硬链接数量
     uid_t     st_uid;       // 文件所有者用户ID
     gid_t     st_gid;       // 文件所属组ID
     off_t     st_size;      // 普通文件的字节大小
     struct timespec st_atime; // 最后访问时间
     struct timespec st_mtime; // 最后修改文件内容时间
     struct timespec st_ctime; // 文件元属性最后修改时间（权限、所有者、链接数变更）
     blksize_t st_blksize;   // 文件系统最优IO块大小
     blkcnt_t  st_blocks;    // 文件占用的磁盘块数量
 };
 
 struct timespec {
     time_t tv_sec;  // 秒
     long tv_nsec;   // 纳秒，实现高精度时间戳
 };

设置用户id和设置组id

进程关联的 7 个 ID

ID 名称	作用说明
实际用户 ID (RUID)	标识进程真实是谁；登录会话一般保持不变，超级用户可修改
实际组 ID (RGID)	进程真实所属用户组
有效用户 ID (EUID)	用于文件访问权限校验
有效组 ID (EGID)	用于文件访问权限校验
附属组 ID	额外附属用户组，权限校验一并参与
保存的设置用户 ID (SUID)	exec 执行程序时，保存 EUID 副本；权限切换场景使用
保存的设置组 ID (SGID)	exec 执行程序时，保存 EGID 副本

默认状态：EUID=RUID，EGID=RGID。

文件模式字st_mode中存在两个特殊标志位：

S_ISUID（设置用户 ID 位，setuid 位）若文件开启该位，执行此程序时：进程有效用户 ID (EUID) 被设置为【文件所有者 st_uid】，而不是进程原本的实际用户 ID。
S_ISGID（设置组 ID 位，setgid 位）若文件开启该位，执行此程序时：进程有效组 ID (EGID) 被设置为【文件所属组 st_gid】

getuid()：返回实际用户 ID（real uid, ruid）

geteuid()：返回有效用户 ID（effective uid, euid）

setuid(uid_t u)

特权进程 (root)：同时修改 ruid、euid、saved uid 三个 UID，永久切换身份；

普通进程：仅当 u == ruid 或 u == saved uid 时，修改 euid；切换后无法切回更高权限。

seteuid(uid_t u)：只修改有效 UID euid。仅能在 ruid ↔ saved uid 之间来回切换权限（setuid 程序常用临时降权 / 提权）

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 #define _GNU_SOURCE
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <unistd.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <fcntl.h>
 
 void print_uids(const char *tag) {
     uid_t ruid, euid, suid;
     getresuid(&ruid, &euid, &suid);
     printf("[%s] RUID=%d, EUID=%d, saved-suid=%d\n", tag, ruid, euid, suid);
 }
 
 int main() {
     print_uids("start");
 
     // ① 临时放弃特权：将有效UID改为实际UID（普通用户）
     if (seteuid(getuid()) != 0) {
         perror("seteuid(getuid())");
         exit(1);
     }
     print_uids("after seteuid(ruid)");
 
     // ② 此时以普通用户权限安全地读取其个人配置文件
     FILE *user_file = fopen("/home/user/.myapprc", "r");
     if (user_file) {
         char line[256];
         if (fgets(line, sizeof(line), user_file))
             printf("读取到用户配置: %s", line);
         fclose(user_file);
     } else {
         perror("fopen user config");
     }
 
     // ③ 需要执行特权操作时，从保存的 set-user-ID 恢复特权
     //    因为 saved-suid 还是 root(0)，可以直接 seteuid(0) 恢复
     if (seteuid(0) != 0) {
         perror("seteuid(0)");
         exit(1);
     }
     print_uids("after seteuid(0)");
 
     // ④ 以 root 权限修改系统文件
     FILE *sys_file = fopen("/etc/myapp.conf", "a");
     if (sys_file) {
         fprintf(sys_file, "# 由程序更新\n");
         fclose(sys_file);
         printf("成功写入系统配置。\n");
     } else {
         perror("fopen system config");
     }
 
     return 0;
 }

文件访问权限

没个文件都有9个访问权限位，分为三类用户(u)、组(g)、其他(o)。

宏常量	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

目录文件的读权限、执行权限和其他文件有所不同

读权限 (r)：可以列出目录内所有文件名（ls），不能进入目录、不能访问目录内文件。
执行权限 (x) → 搜索位：允许穿越目录、按文件名查找内部文件；想要打开目录下文件，路径上每一级目录必须具备执行权限。
目录写权限 (w)：允许在目录内创建、删除、重命名文件。

一个目录仅有 x 无 r：不能 ls 列出所有文件，但是如果你提前知道文件名，可以直接打开该文件。

访问权限判定

EUID == 0（超级用户 root） → 直接允许访问，不再后续判断
EUID == 文件 st_uid（进程是文件所有者） → 检查【用户权限位】，不再检查组、其他权限
EGID / 附属组 ID == 文件 st_gid → 检查【组权限位】，不再检查其他权限
否则 → 检查【其他用户权限位】

新文件和目录文件的所有权

文件

用户id：新建文件 / 目录的所有者 UID = 进程有效用户 ID (EUID)
组id：Linux默认下面方案 1；仅当父目录设置了S_ISGID（置组 ID 位），才启用方案 2 继承目录 GID

方案 1：新文件 GID = 进程有效组 ID (EGID)

方案 2：新文件 GID = 文件所在父目录的组 ID（继承目录组）

access()和faccessat()

检查调用进程对文件的访问权限，基于进程的实际 uid/gid

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

mode：检测权限掩码 F_OK：文件是否存在 R_OK：可读 W_OK：可写 X_OK：可执行
返回值：成功 0，失败 - 1 并置 errno。

umask()

为当前进程设置文件创建屏蔽字，仅对本进程内open/creat/mkdir新建文件生效，不影响其他进程、shell 全局 umask（只对当前打开的 shell 窗口有效）。

最终权限 = 创建时传入mode & (~umask)

复制代码

 #include <sys/stat.h>
 mode_t umask(mode_t mask);

mask：新的文件权限屏蔽字（八进制常用，如 0022）
返回值：返回调用前旧的 umask 值。

chmod()、fchmod()、fchmodat()

hmod：接收文件路径，默认跟随符号链接，修改链接指向的真实文件权限。
fchmod：基于已打开fd操作，无法作用于符号链接（打开链接时已穿透到目标文件）。
fchmodat
- fd=AT_FDCWD、pathname 为绝对路径：等价chmod
- fd指向目录：pathname 为相对路径，基于该目录解析

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 #include <sys/stat.h>
 int chmod(const char *path, mode_t mode);
 int fchmod(int fd, mode_t mode);
 int fchmodat(int dirfd, const char *path, mode_t mode, int flags);

chmod

参数：文件路径 path，目标权限 mode
特性：跟随符号链接，修改链接指向文件权限
返回：成功 0，失败 - 1 并置 errno

fchmod

参数：已打开文件描述符 fd，目标权限 mode
特性：通过 fd 操作，不受路径、软链接影响
返回：成功 0，失败 - 1 并置 errno

fchmodat

dirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD 等价 chmod
path：相对 / 绝对路径
mode：目标权限
flags：仅支持 AT_SYMLINK_NOFOLLOW，不追踪软链接
返回：成功 0，失败 - 1 并置 errno

粘着位（保存正文位）

早期UNIX 系统无请求分页虚拟内存，可执行程序设置该位后，第一次运行结束，机器指令正文段会永久保存在交换分区，下次启动程序无需重新从磁盘加载，提速启动。现代操作系统全部实现虚拟内存、高速文件系统，普通文件该功能彻底废弃。

现代用途

给目录设置S_ISVTX后，目录内文件的删除 / 重命名权限被强制限制。满足以下三者之一，才能能删除 / 改名文件

是该文件的所有者；
是该目录的所有者；
是超级用户 root。

目录开放全局读写执行权限（所有用户均可创建临时文件）；

设置粘着位后，普通用户只能删除自己创建的临时文件，不能删除别人的临时文件，保障多用户临时目录安全。

chown ()、lchown()、fchown()、fchownat()

修改文件的uid和gid。

chown()，跟随符号链接，修改链接指向的文件

lchown()，不跟随符号链接，直接修改符号链接自身所属主属组

fchown()，基于打开文件修改

fchownat，有flags，等价于chown()，flags=AT_SYMLINK_NOFOLLOW：等价于lchown

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 #include <unistd.h>
 int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
 int lchown(const char *path, uid_t owner, gid_t group);
 int fchown(int fd, uid_t owner, gid_t group);
 
 #include <fcntl.h>
 int fchownat(int dirfd, const char *path, uid_t owner, gid_t group, int flags);

path：文件路径
fd：已打开文件描述符
owner：新属主 uid，传-1则不修改用户
group：新属组 gid，传-1则不修改组
dirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD等价当前工作目录
flags：仅AT_SYMLINK_NOFOLLOW有效，不跟随软链接
返回值：成功返回 0；失败返回 - 1，设置 errno。

文件长度

stat 结构体中成员

st_size（文件逻辑长度，字节）仅对普通文件、目录、符号链接有效：
- 普通文件：逻辑字节大小，可取值 0；读超出已写入位置返回 EOF。
- 目录：长度一般是 16/512 字节的整数倍，存放目录项。
- 符号链接：存储目标路径字符串的实际字节数，不含末尾\0；示例 lib -> usr/lib，st_size=7。
st_blksize /st_blocks（物理存储）
- st_blksize：文件系统最优 I/O 块大小，标准库读写会按该块批量操作，减少 IO 次数。
- st_blocks：文件实际占用磁盘块数量，不同系统单位不统一（不可移植）： Linux：默认 512 字节 / 块；设POSIXLY_CORRECT环境变量时为 1024 字节 / 块

ls -l 读取 st_size（逻辑长度）；du 读取 st_blocks（实际磁盘占用）。

文件空洞（普通文件特有）

产生原因：调用lseek将文件偏移量移动到文件尾部之后，再执行 write 写入数据，中间未写入的区域形成空洞。

读空洞：未写入的空洞位置，read读取返回字节0；wc -c统计会把空洞计入总逻辑长度。

磁盘占用：空洞不占用实际磁盘数据块，因此du显示占用远小于ls -l逻辑大小。

复制空洞文件：

复制代码

 cat core > core.copy

cat 逐字节读取，空洞位置读出 0 并写入新文件，新文件空洞被填满，磁盘占用大幅上升。

文件截断

truncate ()和ftruncate()

两个函数功能一致，将文件逻辑长度设置为length，

若原文件长度 > length：截断尾部多余数据；若原文件长度 < length：文件空洞扩展，填充 0；不修改文件读写偏移量

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#include <unistd.h>
int truncate(const char *path, off_t length);
int ftruncate(int fd, off_t length);

truncate

path：文件路径，会跟随软链接
length：目标文件字节长度
成功返回 0；失败返回 - 1，设置 errno

ftruncate

fd：已打开文件描述符（必须可写）
length：目标文件字节长度
成功返回 0；失败返回 - 1，设置 errno

ftruncate：常用于加锁后清空文件

文件系统

磁盘可切分为多个分区，一个分区存放一套独立文件系统（UFS）。
单个文件系统内部分层：自举块 → 超级块 → 柱面组（多组）
单个柱面组组成：超级块副本、配置信息、i 节点图、块位图、i 节点数组、数据块

核心概念

节点（inode）：定长记录，保存文件全部属性；类型ino_t；stat 绝大多数字段来自 inode。

数据块：存放普通文件内容、目录项、符号链接目标路径。

目录项：仅存「文件名 + inode 编号」，不属于 inode。

硬链接

定义多个目录项指向同一个 inode，称为硬链接；链接计数st_nlink（nlink_t）记录指向该 inode 的目录项总数。
关键规则删除文件本质：unlink删除一条目录项，链接计数 - 1；仅当计数 = 0 时，inode 与数据块才释放。限制：不能跨文件系统（不同分区 inode 编号独立，无法映射）；ln命令不能跨分区创建硬链接。同分区重命名（mv）：仅新增 / 删除目录项，inode 不变，链接计数不变，文件数据不移动。目录硬链接计数特殊规则：空叶子目录（无下级子目录）链接数 = 2：自身目录项 + 目录内. 有子目录的目录链接数≥3：父目录项 + . + 每个子目录的..（每多一个子目录，父目录链接数 + 1）常量LINK_MAX：单个 inode 允许的最大硬链接数量。

**注：**用户手动不能创建指向目录的硬链接；

符号链接（软链接 Symbolic Link）

文件类型标识：inode 中文件类型为S_IFLNK。
存储：软链接自身数据块存放目标文件路径字符串；st_size 等于路径字符长度，不含\0。
无跨分区限制，可指向目录、不存在文件、跨文件系统。
与硬链接核心区别：不增加目标文件的st_nlink计数。

inode和目录项的分工

inode 存储：文件类型、权限、长度、数据块指针、时间戳、链接计数。

目录项仅存两项：文件名、inode 编号；文件名不存于 inode。

目录项是文件名与 inode 编号的映射记录，目录本质是目录项列表。每条目录项存储三部分核心信息：文件名（字符串）、对应文件的 inode 编号、文件类型标记（普通文件 / 目录 / 软链接等）

link ()、linkat()、unlink ()、unlinkat()、remove()

link()和linkat()为文件创建硬链接，跟随软链接。

unlink()和unlinkat()删除路径对应的硬链接；链接计数归 0 且无进程打开文件时，释放 inode。不能删除目录。遇软链接，只删链接本身，不操作目标文件。

复制代码

 #include <unistd.h>
 // 创建硬链接
 int link(const char *oldpath, const char *newpath);
 int linkat(int olddirfd, const char *oldpath, int newdirfd, const char *newpath, int flags);
 
 // 删除硬链接
 int unlink(const char *pathname);
 int unlinkat(int dirfd, const char *pathname, int flags);
 
 #include <stdio.h>
 // 删除文件/空目录
 int remove(const char *pathname);

link()

oldpath 原文件
newpath 新硬链接路径。

linkat()

olddirfd：原文件所在目录 fd
newdirfd：新链接所在目录 fd
flags：AT_SYMLINK_FOLLOW 跟随原路径软链接

unlinkat()

dirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD等价 unlink
flags：AT_REMOVEDIR → 可删除空目录

remove()封装接口：

普通文件：等价 unlink ()
空目录：等价 rmdir ()

返回值全部：成功返回 0，失败返回 - 1 并置 errno。

rename()、renameat()

rename()、renameat()的本质是"改目录项的名字；文件数据在磁盘上没动。

特点：可跨同文件系统移动文件；跨设备无法使用若 newpath 已存在且是文件，直接覆盖删除若 newpath 是空目录，覆盖；非空目录报错对软链接操作：操作链接本身，不追踪指向文件

复制代码

 #include <stdio.h>
 int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
 
 #include <fcntl.h>
 int renameat2(int olddirfd, const char *oldpath,
               int newdirfd, const char *newpath, unsigned int flags);

rename ()

oldpath：原文件 / 目录路径
newpath：新路径名

renameat ()

olddirfd：原文件所在目录 fd，AT_FDCWD 代表当前目录
oldpath：相对 / 绝对原路径
newdirfd：新目录 fd
newpath：相对 / 绝对新路径
flags：AT_RENAME_EXCHANGE（交换两个文件）、AT_RENAME_NOREPLACE（不覆盖已存在文件）（Linux特有）

返回值均：成功 0，失败 - 1，置 errno

符号链接

硬链接限制

必须和原文件位于同一文件系统；
仅 root 用户可创建目录硬链接，极易造成目录循环，多数系统禁止普通用户创建目录硬链接。

符号链接优势

无文件系统限制，可跨分区、跨设备；
任意用户均可创建指向目录的软链接；
本质是间接指针，单独存储一段目标路径字符串，拥有独立 inode。

特殊特例：open(O_CREAT | O_EXCL)

若路径是软链接，open 直接返回失败，errno=EEXIST；用于安全防护，防止特权进程被欺骗覆盖文件。

符号链接循环

复制代码

 touch foo/a
 ln -s ../foo foo/testdir  # testdir指向父目录foo，形成循环

遍历工具（如ftw）递归访问时无限循环，内核检测后返回错误 errno=ELOOP。

循环消除难易对比

软链接循环：极易清理，unlink foo/testdir 直接删除软链接本身（unlink 不跟随链接）；

目录硬链接循环：极难修复，会破坏文件系统，fsck 无法修复，因此link()默认禁止创建目录硬链接。

创建和读取符号链接

symlink ()、symlinkat()、readlink()、readlinkat()

symlink()：基于linkpath的路径创建符号链接，target 无需真实存在

symlinkat()：基于文件描述符的相对路径创建符号链接。

复制代码

 #include <unistd.h>
 // 创建软链接
 int symlink(const char *target, const char *linkpath);
 int symlinkat(const char *target, int newdirfd, const char *linkpath);

symlink()

target 链接指向的目标字符串；
linkpath 软链接文件路径
返回值：成功 0，失败 - 1

symlinkat()

newdirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD等价 symlink
linkpath 为相对路径时，以 newdirfd 对应目录为基准创建软链接
返回值：成功 0，失败 - 1

readlink()：读取软链接存储的目标字符串，不跟随链接；

readlinkat()：与readlink()一致

复制代码

 #include <unistd.h>
 // 读取软链接内容
 ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);
 ssize_t readlinkat(int dirfd, const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);

readlink()

pathname：软链接路径
buf：输出缓冲区
bufsiz：缓冲区大小
返回：成功返回读到的字节数；-1 失败

注：结果不带字符串结束符\0

readlinkat()

dirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD等价 readlink
pathname 相对路径基于 dirfd 目录解析，只读取软链接自身内容
返回值：成功：返回有效字节，失败：返回-1。

文件的时间

stat里的3个时间字段

复制代码

     struct timespec st_atime; // 最后访问时间
     struct timespec st_mtime; // 最后修改文件内容时间
     struct timespec st_ctime; // 文件元属性最后修改时间（权限、所有者、链接数变更）

st_mtim vs st_ctim 核心区分

st_mtim（修改时间）：仅当文件磁盘数据内容被改写时更新；权限、属主、链接数变更不影响该字段。

st_ctim（状态更改时间）：只要inode 元数据发生变化就更新：权限、UID/GID、硬链接计数、文件大小、时间戳全部会触发 ctim 更新；哪怕不修改文件内容。

目录与普通文件的区别

读写普通文件仅修改该文件自身的 st_atim /st_mtim/st_ctim；父目录时间不受影响。

增删改目录内文件（touch/rm/rename）改动的是目录项列表，会更新父目录的 st_mtim、st_ctim；同时新建 / 被修改文件自身时间戳同步更更新；修改时间戳也会触发 ctime 更新

access()和stat()不会更新时间戳，系统不会因为查询修改st_atime。

futimen()、utimensat()、utimes()

修改文件的 atime、mtime 时间戳；基于进程当前工作目录解析路径。

复制代码

 #include <sys/time.h>
 // utimes
 int utimes(const char *path, const struct timeval times[2]);
 
 #include <fcntl.h>
 #include <sys/stat.h>
 // futimens
 int futimens(int fd, const struct timespec times[2]);
 // utimensat
 int utimensat(int dirfd, const char *path, const struct timespec times[2], int flags);

utimes()

struct timeval：秒 + 微秒（精度：微秒级）

futimens()

struct timespec：秒 + 纳秒（精度：纳秒级）

utimensat()：相对于dirfd的路径

dirfd：AT_FDCWD 等价 futimens 的路径版本
flags：AT_SYMLINK_NOFOLLOW 不跟随软链接，直接修改链接本身时间
time：同futimens()

返回值均：成功：0 失败：-1，设置 errno

mkdir()、mkdirat()、rmdir()

mkdir()mkdirat()：创建目录

rmdiir()：只能删除空目录，目录存在文件 / 子目录则报错若 path 是软链接，无法删除链接，作用于链接指向目录，不可删除普通文件

复制代码

#include <sys/stat.h>
// 创建目录
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
int mkdirat(int dirfd, const char *pathname, mode_t mode);

复制代码

#include <unistd.h>
// 删除空目录
int rmdir(const char *pathname);

mkdir()

pathname：待创建目录路径
mode：目录权限，受进程 umask 屏蔽

mkdirat()

dirfd：基准目录 fd，AT_FDCWD 等价 mkdir
pathname 为相对路径时，以 dirfd 对应目录为基准创建
mode 规则与 mkdir 完全一致

全部：成功返回 0，失败返回 - 1 并设置 errno

读目录

对目录有访问权限的任何用户都可以读目录，只有内核可以写目录。

函数	功能	返回值
`DIR opendir(const char pathname);`	通过路径打开目录，返回 DIR 句柄	成功返回 DIR*，失败 NULL
`DIR *fdopendir(int fd);`	将已打开的目录 fd 转为 DIR 句柄（SUSv4 XSI 扩展）	成功返回 DIR*，失败 NULL
`struct dirent readdir(DIR dp);`	读取目录下一条目录项	读到条目返回 dirent*；目录尾 / 出错返回 NULL
`void rewinddir(DIR *dp);`	将目录读取指针重置到目录开头	无返回值
`int closedir(DIR *dp);`	关闭 DIR 句柄，释放资源	成功 0，失败 - 1
`long telldir(DIR *dp);`	获取当前目录读取偏移位置（XSI 扩展，非 POSIX 基础）	当前位置偏移量
`void seekdir(DIR *dp, long loc);`	设置目录读取偏移位置（XSI 扩展）	无返回值

DIR 是内部不透明结构体，类似标准 IO 的FILE，保存目录读取状态；
fdopendir 依赖文件描述符的当前偏移，读取起点由 fd 偏移决定；opendir 固定从目录第一条开始；
目录项遍历顺序不保证字母序，由文件系统实现决定。

复制代码

 struct dirent
 {
     char d_name[];  // 以'\0'结尾的文件名，容量至少NAME_MAX字节
     ino_t d_ino;    // 文件inode编号，POSIX基础标准未定义
 }

不能通过数组长度判断文件名长度，必须用strlen(d_name)；
目录默认包含 .（当前目录）、..（父目录），遍历时常需要过滤。

chdir()、fchdir()、getcwd()

内核仅保存目录 inode 指针，不存储完整绝对路径，因此需要getcwd逐层回溯拼接完整路径。每个进程独有当前工作目录（CWD），是解析相对路径的起点。改变进程属性，仅作用于自身，不影响父 / 子进程、shell。

chdir()：文件系统路径字符串（相对 / 绝对路径均可）
fchdir() ：切换当前工作目录为 fd 对应的目录
getcwd() ：把当前工作目录绝对路径存入 buf

复制代码

 #include <unistd.h>
 // 修改进程当前工作目录
 int chdir(const char *path);
 int fchdir(int fd);
 
 // 获取当前工作目录
 char *getcwd(char *buf, size_t size);

chadir()：返回：成功 0，失败 -1 置error

fchdir()：返回：成功 0，失败 -1

getcwd()：

buf：用户提供缓冲区；传 NULL 时部分系统自动 malloc 缓冲区（需手动 free）
size：缓冲区字节大小，必须 ≥ 路径长度 + 1（存终止符\0）
返回值：成功：返回 buf 指针；失败：NULL，置 errno（常见 ERANGE：缓冲区太小）

为什么cd 不做成外部程序，而是 shell 内置命令（builtin）

shell 执行外部程序时，会创建子进程运行程序； chdir 修改子进程的 CWD，子进程退出后销毁，shell 父进程目录不变；

注：chdir 会跟随符号链接； getcwd 回溯时展示真实物理路径，不会显示软链接路径。

设备特殊文件

dev_t、主设备号、次设备号

dev_t：存储设备编号的系统类型，由主设备号 + 次设备号拼接而成。

主设备号（major）：标识硬件驱动程序，同一种硬件驱动共用同一个主号。
次设备号（minor）：区分同一驱动下的不同子设备（分区、终端等）。

提取宏：头文件：Linux：<sys/sysmacros.h> Solaris：<sys/mkdev.h> BSD：<sys/types.h>

major(x)：传入一个 dev_t 变量 x，从这个整数里拆分、提取出主设备号，作为整数返回。 minor(x)：传入一个 dev_t 变量 x，拆分提取次设备号，作为整数返回。
复制代码
```
struct stat st;
stat("/dev/tty0", &st);
dev_t x = st.st_dev; // 从stat获取合法设备号
cout << major(x) << minor(x);
```

st_dev

定义：文件所在文件系统的设备号。即该文件 inode 存放于哪一块存储设备。

所有文件均拥有st_dev

st_rdev（仅块 / 字符特殊文件有效）

定义：硬件设备本身的设备号，只有两类文件存在有效值：块设备文件和字符设备文件。

复制代码

S_ISCHR(buf.st_mode)  // 是否字符特殊文件 S_ISBLK(buf.st_mode)  // 是否块特殊文件

复制代码

 struct stat st;
 stat("/dev/sda", &st);
 if (S_ISBLK(st.st_mode)) cout << "块设备";
 if (S_ISCHR(st.st_mode)) cout << "字符设备";

文件访问权限

权限段	读	写	执行
用户 (属主)	S_IRUSR	S_IWUSR	S_IXUSR
用户组	S_IRGRP	S_IWGRP	S_IXGRP
其他用户	S_IROTH	S_IWOTH	S_IXOTH

常量	名称	普通文件作用	目录作用
S_ISUID	设置用户 ID	程序执行时，进程有效用户 ID 改为文件所有者 ID	目录无效果
S_ISGID	设置组 ID	可执行文件：执行时有效组 ID 改为文件组 ID；部分系统支持文件锁	目录内新建文件自动继承该目录的组 ID
S_ISVTX	粘滞位	早期：程序正文缓存到交换区（现代系统废弃）	目录限制：仅文件所有者 /root 才能删除、重命名目录内文件（典型：/tmp）

文件和目录

stat()、fstat()、lstat()、fstatat()

stat：根据文件路径获取文件属性，会跟随符号链接，返回链接指向的目标文件信息。

fstat：通过已打开的文件描述符 fd 获取文件属性，无需文件路径。

lstat：和 stat 路径参数一致，不跟随符号链接，如果路径是软链接，返回软链接本身的 inode 信息，遍历目录树时必须使用 lstat。

fstatat：相对于指定目录 dirfd 进行路径查询的扩展函数

struct stat 结构体成员

设置用户id和设置组id

进程关联的 7 个 ID

文件模式字st_mode中存在两个特殊标志位：

文件访问权限

目录文件的读权限、执行权限和其他文件有所不同

访问权限判定

新文件和目录文件的所有权

文件

目录

access()和faccessat()

umask()

chmod()、fchmod()、fchmodat()

粘着位（保存正文位）

现代用途

chown ()、lchown()、fchown()、fchownat()

文件长度

stat 结构体中成员

文件空洞（普通文件特有）

文件截断

truncate ()和ftruncate()

文件系统

硬链接

符号链接（软链接 Symbolic Link）

inode和目录项的分工

link ()、linkat()、unlink ()、unlinkat()、remove()

rename()、renameat()

符号链接

符号链接循环

循环消除难易对比

创建和读取符号链接

symlink ()、symlinkat()、readlink()、readlinkat()

文件的时间

st_mtim vs st_ctim 核心区分

目录与普通文件的区别

futimen()、utimensat()、utimes()

mkdir()、mkdirat()、rmdir()

读目录

chdir()、fchdir()、getcwd()

设备特殊文件

dev_t、主设备号、次设备号

提取宏：头文件：Linux：<sys/sysmacros.h> Solaris：<sys/mkdev.h> BSD：<sys/types.h>

st_dev

st_rdev（仅块 / 字符特殊文件有效）

文件访问权限