Linux中stat函数和stat命令使用详解

ls -li 文件名

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

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

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
   };

判断文件类型的函数，返回true，false  
 S_ISREG(stat.st_mode) is it a regular file"htmlcode">

 S_ISUID  04000 set-user-ID bit
  S_ISGID  02000 set-group-ID bit (see below)
  S_ISVTX  01000 sticky bit (see below)

  S_IRWXU  00700 owner has read, write, and execute permission
  S_IRUSR  00400 owner has read permission
  S_IWUSR  00200 owner has write permission
  S_IXUSR  00100 owner has execute permission

  S_IRWXG  00070 group has read, write, and execute permission
  S_IRGRP  00040 group has read permission
  S_IWGRP  00020 group has write permission
  S_IXGRP  00010 group has execute permission

  S_IRWXO  00007 others (not in group) have read, write, and
       execute permission
  S_IROTH  00004 others have read permission
  S_IWOTH  00002 others have write permission
  S_IXOTH  00001 others have execute permission



  
st_nlink：硬连接计数
  
st_uid：这个文件所属用户的ID
  
st_gid：这个文件所属用户的组ID
  
st_rdev：特殊设备的ID，不太常用
  
st_size：文件的大小
  
st_blksize：不明是干啥的
  
st_blocks：不明是干啥的
  
struct timespec st_atim：最后访问的时间
  
struct timespec st_mtim：最后修改的时间
  
struct timespec st_ctim：最后状态改变的时间



struct timespec {
	__kernel_time_t	tv_sec;	 /* seconds */当前时间到1970.1.1 00:00:00的秒数
	long		tv_nsec;	/* nanoseconds *//纳秒数（不知道从哪到哪的）
};
1s 秒  = 1000ms 毫秒
1ms 毫秒 = 1000us 微秒
1us 微秒 = 1000ns 纳秒


pathname：文件名
返回值：0代表成功；-1代表失败，并设置error
例子：statbuf是结构体stat，可以看出来st_mode是个10进制的数字。

st_mode
用gdb显示st_mode，发现返回的st_mode是个10进制的数字，用gdb的【p/o】(o代表用8进制表示)命令把10进制的33204转换成了8进制的【0100664】，第一个0代笔是8进制，后三位的【100】代表文件类型，从上面的说明可以看出来【100】代表普通文件，最后三位的【664】代表这个文件的权限（本用户：rw-，组用户：rw-，其他用户：r--）。所以从st_mode里就可以得知文件的类型和权限设置（只使用了16个比特位，真的好节省空间，牛逼！）
st_uid
st_gid
发现st_uid和st_gid是1000，但这个1000怎么和用户对应上呢，查看/etc/passwd文件，发现用于ys的uid和gid都是1000，所以就对应上了。

stat命令，是stat函数对应，执行结果如下：


ys@ys-VirtualBox:~/lianxi1$ stat hello
 File: hello
 Size: 11  	Blocks: 8   IO Block: 4096 regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 3801352  Links: 2
Access: (0764/-rwxrw-r--) Uid: ( 1000/  ys) Gid: ( 1000/  ys)
Access: 2019-04-24 17:02:39.199461489 +0800
Modify: 2019-04-24 16:54:16.407461489 +0800
Change: 2019-04-24 17:03:44.927461489 +0800


2，getpwuid函数：返回/etc/passwd文件里指定uid的行，把这一行的信息放入结构体passwd中。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。


#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
struct passwd *getpwnam(const char *name);
struct passwd *getpwuid(uid_t uid);

struct passwd {
 char *pw_name;  /* username */
 char *pw_passwd;  /* user password */
 uid_t pw_uid;  /* user ID */
 gid_t pw_gid;  /* group ID */
 char *pw_gecos;  /* user information */
 char *pw_dir;  /* home directory */
 char *pw_shell;  /* shell program */
};


3，getgrgid函数：返回/etc/group文件里指定gid的行，把这一行的信息放入结构体group中。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。


#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
struct group *getgrnam(const char *name);
struct group *getgrgid(gid_t gid);

struct group {
 char *gr_name;  /* group name */
 char *gr_passwd;  /* group password */
 gid_t gr_gid;   /* group ID */
 char **gr_mem;   /* NULL-terminated array of pointers
        to names of group members */
};


4，localtime函数：传入从stat函数里得到的st_mtim.tv_sec(当前时间到1970.1.1 00:00:00的秒数)，得到结构体tm。虽然返回值是指针，但不需要调用free函数。


#include <time.h>
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm {
 int tm_sec; /* Seconds (0-60) */
 int tm_min; /* Minutes (0-59) */
 int tm_hour; /* Hours (0-23) */
 int tm_mday; /* Day of the month (1-31) */
 int tm_mon; /* Month (0-11) */
 int tm_year; /* Year - 1900 */
 int tm_wday; /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
 int tm_yday; /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
 int tm_isdst; /* Daylight saving time */
};


5，lstat函数：stat碰到软链接，会追述到源文件，穿透；lstat并不会穿透。
例子：模仿ls -l 文件


#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <pwd.h>//getpwuid
#include <stdlib.h>
#include <time.h>//localtime
#include <grp.h>//getgrgid

int main(int argc, char* argv[]){

 struct stat sbuf;
 //stat(argv[1], &sbuf);
 lstat(argv[1], &sbuf);

 char str[11] = {0};
 memset(str, '-', (sizeof str - 1));
 
 //文件类型
 if(S_ISREG(sbuf.st_mode)) str[0] = '-';
 if(S_ISDIR(sbuf.st_mode)) str[0] = 'd';
 if(S_ISCHR(sbuf.st_mode)) str[0] = 'c';
 if(S_ISBLK(sbuf.st_mode)) str[0] = 'b';
 if(S_ISFIFO(sbuf.st_mode)) str[0] = 'p';
 if(S_ISLNK(sbuf.st_mode)) str[0] = 'l';
 if(S_ISSOCK(sbuf.st_mode)) str[0] = 's';

 //本用户的文件权限
 if(sbuf.st_mode & S_IRUSR) str[1] = 'r';
 if(sbuf.st_mode & S_IWUSR) str[2] = 'w';
 if(sbuf.st_mode & S_IXUSR) str[3] = 'x';
 
 //本用户的组的文件权限
 if(sbuf.st_mode & S_IRGRP) str[4] = 'r';
 if(sbuf.st_mode & S_IWGRP) str[5] = 'w';
 if(sbuf.st_mode & S_IXGRP) str[6] = 'x';
 
 //其他用户的文件权限
 if(sbuf.st_mode & S_IROTH) str[7] = 'r';
 if(sbuf.st_mode & S_IWOTH) str[8] = 'w';
 if(sbuf.st_mode & S_IXOTH) str[9] = 'x';

 char ymd[20] = {0};
 //取得日期和时间
 struct tm* tm = localtime(&sbuf.st_atim.tv_sec);
 sprintf(ymd, "%2d月 %2d %02d:%02d", tm->tm_mon + 1, tm->tm_mday,
	 tm->tm_hour + 1,tm->tm_sec);
 
 //-rw-r--r-- 1 ys ys 134 4月 25 09:21 st2.c
 printf("%s %ld %s %s %ld %s %s\n", str, sbuf.st_nlink,
	 getpwuid(sbuf.st_uid)->pw_name, getgrgid(sbuf.st_gid)->gr_name,
	 sbuf.st_size, ymd, argv[1]);
 return 0;
}


6，access函数：判断调用程序的用户对于指定文件的权限（可读？可写？可执行？）


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


例子：


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>//access

int main(int argc, char* argv[]){
 if(access(argv[1], R_OK) == 0)
 printf("read ok\n");
 if(access(argv[1], W_OK) == 0)
 printf("write ok\n");
 if(access(argv[1], X_OK) == 0)
 printf("exe ok\n");
 if(access(argv[1], F_OK) == 0)
 printf("exists\n");
}


先用ls -l 查看/usr/include/time.h文件的权限，结果如下


ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ ls -l /usr/include/time.h
-rw-r--r-- 1 root root 10360 4月 17 2018 /usr/include/time.h


用ys用户执行例子程序，查看/usr/include/time.h文件,结果如下。因为time.h是属于root用户的，对于其他用户来说是[r--]，所以得出下面的结果。


ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ ./ac /usr/include/time.h
read ok
exists


还是用ys用户执行，但是加上sudo，结果如下。发现结果和root用户相同。因为加了sudo，就编程了root用户。


ys@ys-VirtualBox:~/lianxi$ sudo ./ac /usr/include/time.h
[sudo] password for ys: 
read ok
write ok
exists


7，truncate函数：截断文件和扩展文件的大小


#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path, off_t length);


path：文件

length：

length大于原来文件的大小，则扩展文件的大小至length

length小于原来文件的大小，则截断文件的大小至length
8，link函数：创建硬链接


#include <unistd.h>
int link(const char *oldpath, const char *newpath);


返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
9，symlink函数：创建软链接


#include <unistd.h>
int symlink(const char *target, const char *linkpath);


返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
10，readlink函数：找到软链接对应的实际文件，把文件的名字放入buf里。注意：硬链接不行。


#include <unistd.h>
ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);


返回值：成功返回写入buf的字节数，失败返回-1，并设置errno。
11，unlink函数：删除软硬链接，也可以删除文件。


#include <unistd.h>
int unlink(const char *pathname);


返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno。
有个特殊用法：下面的open代码想要创建hello文件，然后直接用unlink删除，但是能写入成功，ret是大于0的，程序执行完，发现没有做成hello文件。
结论：当执行unlink后，计数为0后，但，发现别的进程还引用这个文件，这个时间点，unlink不会删除这个文件，等这个进程结束后，再删除，所以下面的write代码能够写入成功。

利用这个特点可以实现：在线观看视频时，实际是把视频文件下载到了本地（然后代码里，使用unlink），看完后视频文件的计数为0，就自动删除了，不怕视频被泄露出去。


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

int main(){
 int fd = open("hello", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
 unlink("hello");
 int ret = write(fd, "aaa", 4);
 if(ret > 0){
 printf("write OK\n");
 }
 
}


12，chown函数：改变文件的所属用户和组


#include <unistd.h>
int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);


pathname：文件
owner：用户ID（数字的）/etc/passwd
group：组ID（数字的）/etc/group
返回值：0成功，-1失败。
13，rename函数：重命名


#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);


oldpath ：原来的文件名后者目录
newpath：新的文件名后者目录
返回值：0成功，-1失败。
14，getcwd函数：获得当前工作的目录


#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf, size_t size);


buf：当前工作的目录
size：缓冲区大小
返回值：成功返回当前工作的目录 失败返回NULL
15，chdir函数：改变进程的工作目录


#include <unistd.h>
int chdir(const char *path);


path：目标工作目录
返回值：0成功，-1失败
16，mkdir函数：创建目录


#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);


pathname：目标工作目录mode：mode & ~umask & 0777 。注意,如果没有x权限，则无法cd进入这个目录。返回值：0成功，-1失败
17，rmdir函数：删除目录，目录必须是空目录，也就是里面没有任何文件。


#include <unistd.h>
int rmdir(const char *pathname);


18，opendir函数：打开目录


#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);


name：目录名
返回值：a pointer to the directory stream
19，readdir函数：读目录


#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);


dirp：opendir函数的返回值
返回值：结构体dirent，可以理解成最上面说的【目录项】NULL代表读到末尾或者有错误  NULL以外代表目录项的内容
20，closedir函数：关闭目录


#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);



dirp：opendir函数的返回值
21，strerron函数：打印出errno对应的文字信息。


#include <string.h>
char *strerror(int errnum);


errnum的宏放在文件：/usr/include/asm-generic/errno.h
例子：


#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <asm-generic/errno.h>//EDEADLK
int main(){
 char* buf = strerror(EDEADLK);
 printf("%s\n", buf);//Resource deadlock avoided
}


22，dup和dup2函数：文件描述符的重定向


#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
int dup2(int oldfd, int newfd);


dup：和open类似，先打开一个新的文件描述符，让新的文件描述符也指向：oldfd指向的地方。成功返回新打开的文件描述符；失败返回-1.
dup2：先消除newfd的指向再让newfd指向oldfd指向的地方成功返回newfd；失败返回-1.

例子：调用printf2次，第一次printf把内容写到文件；第二次printf把内容打印到屏幕。


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

int main(){

 int oldfd = dup(STDOUT_FILENO);
 int fd = open("www", O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
 dup2(fd, STDOUT_FILENO);
 printf("aaaa\n");
 fflush(stdout);
 int ret = dup2(oldfd, STDOUT_FILENO);
 //int ret = dup2(oldfd, 6);
 //perror("dup2:");
 printf("reg:%d\n", ret);
 printf("aaaa\n");
 close(fd);
}