自学嵌入式第N天（Linux篇——文件编程）

今天是文件夹的操作，主播感觉自己学懵了，希望写完这一篇能给自己理明白。

一、基础操作

1.打开opendir

头文件：#include <sys/types.h>，#include <dirent.h>

形式：DIR *opendir(const char *name);

参数：name要打开的文件夹

返回值：成功时返回文件夹的流指针，指向第一个文件；

失败时返回NULL，errno会被设置

2.关闭closedir

头文件：#include <sys/types.h>，#include <dirent.h>

形式：int closedir(DIR *dirp);

参数：要关闭的目录（这里要写opendir的返回值）

返回值：成功时返回0，失败时返回-1，errno会被设置

注意：不要多次释放。

3.读readdir（文件夹只能读，不能写）

头文件：#include <sys/types.h>，#include <dirent.h>

形式：struct dirent *readdir(DIR *dirp);

参数：要读的目录（这里要写opendir的返回值）

返回值：成功时返回一个结构体指针，失败时返回NULL，errno会被设置。

这里要注意返回的截个结构体的内容

d_ino是文件真正的本体编号，系统内核靠 inode 管理文件所有底层信息，一个 inode 里面保存着：文件权限、大小、硬盘数据存储位置、硬链接计数、创建 / 修改时间、属主 uid/gid 等全部属性 stat结构体里的 st_ino 和这里的 d_ino 是同一个数字。

d_type表示文件的类型：

d_type 宏	含义	st_mode 提取的类型宏
DT_REG	普通文件	S_IFREG
DT_DIR	文件夹	S_IFDIR
DT_LNK	软链接	S_IFLNK
DT_CHR	字符设备	S_IFCHR
DT_BLK	块设备	S_IFBLK
DT_FIFO	有名管道	S_IFIFO
DT_SOCK	套接字	S_IFSOCK

d_name是正在读的文件的名字。

二、进阶操作

1.chdir

头文件：#include <unistd.h>

形式：int chdir(const char *path);

功能：改变当前程序的工作路径

参数：path改变到的路径

返回值：成功时返回0，失败时返回-1

例子：

这里可以看到工作路径改变了，我们就可以在一个代码中，在不同位置创建文件夹或者文件。

2.getcwd

头文件：#include <unistd.h>

形式：char *getcwd(char *buf, size_t size);

功能：改变当前程序的工作路径

参数：buf用来保存工作路径的首地址，size用来保存保存路径空间的长度

返回值：成功时返回包含路径空间的字符串首地址（就是buf），失败时返回NULL.

3.mkdir

头文件： #include <sys/stat.h>，#include <sys/types.h>

形式： int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

功能：创建一个目录

参数：pathname目录名，mode目录的模式（这个在将stat函数的时候详细讲）

返回值：成功时返回0，失败时返回-1

4.stat

头文件： #include <sys/types.h>， #include <sys/stat.h>，#include <unistd.h>

形式：int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf)

功能：创建一个目录

参数：pathname目录名，mode目录的模式（这个在将stat函数的时候详细讲）

返回值：成功时返回0，失败时返回-1

字段	解释
`st_dev`	文件所在的设备（分区）ID
`st_ino`	inode 号（文件在分区里的身份证）
`st_mode`	类型 + 权限（16 位位运算）
`st_nlink`	硬链接数
`st_uid`	所有者用户 ID
`st_gid`	所属组 ID
`st_rdev`	设备文件的设备号（普通文件忽略）
`st_size`	文件逻辑大小（字节）
`st_blksize`	文件系统 I/O 块大小（一般 4096）
`st_blocks`	实际占用的 512B 块数
`st_atime`	最后访问时间
`st_mtime`	最后修改时间（`ls -l` 显示的）
`st_ctime`	最后状态改变时间

可以通过形参的结构体变量来访问这个文件的参数。

·st_mode

这里面最复杂的就是st_mode，它是由16位二进制组成，0-3位代表文件类型，4-6位代表特殊权限区，7-9位是所有者权限，10-12位是所属组权限，13-15是其他人权限。那我们怎么能分别拿到他的文件类型以及各种权限呢？

我们将st_mode&S_IFMT就可以让文件类型位保持不变，其余位均位0，然后再通过switch，case进行比较就可以拿到对应的类型是什么。

常量名	八进制值	16 位二进制	高 4 位	含义	打印字符
`S_IFMT`	`0170000`	`1111 0000 0000 0000`	`1111`	类型掩码（抠类型用的筛子）	---
`S_IFSOCK`	`0140000`	`1100 0000 0000 0000`	`1100`	套接字 socket	`s`
`S_IFLNK`	`0120000`	`1010 0000 0000 0000`	`1010`	符号链接	`l`
`S_IFREG`	`0100000`	`1000 0000 0000 0000`	`1000`	普通文件	`-`
`S_IFBLK`	`0060000`	`0110 0000 0000 0000`	`0110`	块设备	`b`
`S_IFDIR`	`0040000`	`0100 0000 0000 0000`	`0100`	目录	`d`
`S_IFCHR`	`0020000`	`0010 0000 0000 0000`	`0010`	字符设备	`c`
`S_IFIFO`	`0010000`	`0001 0000 0000 0000`	`0001`	管道 FIFO	`p`

这个特殊权限不常用就不说了。

常量名	八进制值	16 位二进制	所在位	含义
`S_ISUID`	`0004000`	`0000 1000 0000 0000`	bit11	执行时临时变成文件所有者
`S_ISGID`	`0002000`	`0000 0100 0000 0000`	bit10	执行时临时变成文件所属组
`S_ISVTX`	`0001000`	`0000 0010 0000 0000`	bit9	sticky 粘滞位（如 /tmp 目录）

所有者权限有三位，从左到右为读，写，执行三个权限，和模式一样，我们将st_mode&S_IRUSR如果为1，说明所有者有读的权限，依次类推便可拿到所有者，所属组，其他用户都有什么权限。

常量名	八进制值	16 位二进制	所在位	含义
`S_IRWXU`	`00700`	`0000 0001 1100 0000`	bit8~6	所有者权限掩码（rwx 三位全 1）
`S_IRUSR`	`00400`	`0000 0001 0000 0000`	bit8	所有者有读权限
`S_IWUSR`	`00200`	`0000 0000 1000 0000`	bit7	所有者有写权限
`S_IXUSR`	`00100`	`0000 0000 0100 0000`	bit6	所有者有执行权限

常量名	八进制值	16 位二进制	所在位	含义
`S_IRWXG`	`00070`	`0000 0000 0011 1000`	bit5~3	组权限掩码（rwx 三位全 1）
`S_IRGRP`	`00040`	`0000 0000 0010 0000`	bit5	组有读权限
`S_IWGRP`	`00020`	`0000 0000 0001 0000`	bit4	组有写权限
`S_IXGRP`	`00010`	`0000 0000 0000 1000`	bit3	组有执行权限

常量名	八进制值	16 位二进制	所在位	含义
`S_IRWXO`	`00007`	`0000 0000 0000 0111`	bit2~0	其他人权限掩码（rwx 三位全 1）
`S_IROTH`	`00004`	`0000 0000 0000 0100`	bit2	其他人有读权限
`S_IWOTH`	`00002`	`0000 0000 0000 0010`	bit1	其他人有写权限
`S_IXOTH`	`00001`	`0000 0000 0000 0001`	bit0	其他人有执行权限

前面一篇说到open和mkdir这两个函数，其实他有两种形式

int open(const char *pathname, int flags);

int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

这里的模式和这里的模式是一样的，有所有者，所属组，其他人的权限，每个三位，分别为

读权限，写权限，运行权限，已知3位二进制对应1位8进制，所以我们可以给open的模式写为0666，代表大家都能读和写，但是我们真的这么写之后发现文件的权限为0644，这是因为你的系统为了安全，将你给的权限&~（umask），umask是022，&之后的结果为0644，让用户统一控制所有程序创建的文件权限，防止程序创建权限过大的文件。所以在open时如果是创建普通文件给0666即可，创建可执行文本才给0777。

而对于文件夹就必须包含可执行为x，因为没有x就没办法进入这个文件夹，都进不去文件夹了，就没办法在这个文件夹里面创建文件了，所以一般mkdir时给0777。

二、Linux文件基础知识

1.文件构成

Linux系统中一个文件由目录项(struct dirent)、inode表和数据块组成。

目录项：包括文件名和inode节点号

Inode表：包含文件的一些信息。例如，inode号，文件类型，文件大小等。

数据块：文件具体内容存放的地方。

当我们查看一个文件的时候，首先根据文件名，找到我们目录项中的inode号，通过inode号进入我们inode表中，查找到该文件中一些信息。然后通过inode表中的保存的数据区的指针，读取我们相应数据区的内容。