linux中文件操作命令,linux文件信息详解
Mkdir和rmdir
我们可以使用mkdir和rmdir来创建和删除目录。
其语法如下：
#包含系统/统计信息
int mkdir(const char *path，mode _ t mode)；
mkdir系统调用可用于创建目录，这与mkdir程序相同。mkdir创建一个名为path的新目录。目录的权限由参数mode指定，与开放系统调用中O_CREAT的选项相同，也受umask的影响。
Rmdir语法如下：
#包括unistd.h
int rmdir(const char * path)；
rmdir系统调用将删除目录，但是只有当目录为空时，操作才会成功。rmdir程序使用系统调用来完成它的工作。
Chdir和getcwd
在程序目录中浏览的方式类似于用户在文件系统中浏览的方式。类似于在Shell中使用cd命令切换目录，程序也可以使用chdir系统调用。
#包括unistd.h
int chdir(const char * path)；
程序可以通过调用getcwd函数来确定当前的工作目录。
#包括unistd.h
char *getcwd(char *buf，size _ t size)；
函数的作用是：将当前目录的名称写入指定的缓冲区buf。如果目录名超过了作为参数传递的缓冲区大小(Elange错误)，它将返回null。如果成功，将返回buf。
浏览目录
Linux系统上一个常见的问题就是目录浏览，即确定文件所在的具体目录。在Shell程序中，这很简单，只需要Shell来扩展通配符表达式。过去，不同的Unix变体允许程序员访问底层文件系统结构。我们仍然可以像打开普通文件一样打开一个目录，然后直接读取目录实体，但是不同的文件系统结构和实现使得这种方法不具有可移植性。现在已经开发了一个标准的库函数套件，使得目录浏览更加容易。
目录是在头文件dirent.h中声明的，它们使用一个结构DIR作为目录操作的基础。指向这个结构的指针称为目录流(DIR *)，其作用类似于通常文件操作的文件流(FILE *)。dirent结构中返回的目录实体也在dirent.h中声明，所以我们千万不要直接修改DIR结构的域。
我们将了解以下功能：
打开目录，关闭目录
读取目录项
特尔迪尔
塞克迪尔
打开目录
opendir函数将打开一个目录并创建一个目录流。如果成功，他将返回一个指向用于读取目录的实体的DIR结构。
#包含sys/types.h
#包含目录. h
DIR * opendir(const char * name)；
如果失败，将返回一个空指针。请注意，目录流使用低级文件描述符来访问目录本身，因此如果打开太多文件，opendir将会失败。
读取目录项
readdir函数返回一个结构，该结构指向目录流dirp中下一个目录实体的细节。成功调用readdir函数将返回下一个目录实体。如果出现错误或到达目录末尾，readdir将返回NULL。POSIX系统在返回NULL时不改变errno的值，只是在发生错误时才改变。
#包含sys/types.h
#包含目录. h
struct dirent * readdir(DIR * dirp)；
请注意，如果其他进程正在同时创建或删除目录中的文件，readdir浏览将不会列出目录中的所有文件。
ENT结构包含目录实体的详细信息，包括以下实体：
Ino_t d_ino:文件的I节点
Char _ name []:文件名
为了确定目录中文件的更详细信息，我们需要调用stat函数，我们在前面已经讨论过了。
特尔迪尔
Telldir函数返回目录流中记录的当前位置的值。然后我们可以调用seekdir将目录浏览设置到当前位置。
#包含sys/types.h
#包含目录. h
long int tell DIR(DIR * dirp)；
塞克迪尔
Seekdir函数设置由dirp指定的目录流的目录实体指针。用于设置位置的loc值应通过之前的telldir函数获得。
#包含sys/types.h
#包含目录. h
void seekdir(DIR *dirp，long int loc)；
关闭目录
closedir函数关闭一个目录流并释放它的相关资源。如果成功，将返回0；否则，它将返回一个错误。
#包含sys/types.h
#包含目录. h
int closedir(DIR * dirp)；
在接下来的程序printdir.c中，我们集中了各种文件操作函数，创建了一个简单的目录列表。目录中的每个文件都在其所在的行中列出。每个子目录的名称后都有一个破折号，其中的文件显示时有四个空格。
程序可以切换到子目录，这样它寻找的文件就可以有可用的名字，也就是可以直接传递给opendir。这个程序将在太深的嵌套目录中失败，因为打开目录流的数量有限制。
当然，我们可以通过命令行参数来指定起始点，从而使程序更加通用。我们可以看看ls或find的Linux源代码，看看更通用的目录方法。
目录浏览程序
1我们的相关头文件，和printdir函数来打印当前目录。对于子目录，深度参数可用于重用。
#包括unistd.h
#包含stdio.h
#包含目录. h
#包含字符串. h
#包含系统/统计信息
#包含stdlib.h
void printdir(char *dir，int depth)
{
DIR * dp
结构目录*条目；
struct stat statbuf
if((dp=opendir(dir))==NULL) {
fprintf(stderr，"无法打开目录：%s/n "，dir)；
返回；
}
chdir(dir)；
while((entry=readdir(dp))！=NULL) {
lstat(entry- d_name，stat buf)；
if(S_ISDIR(statbuf.st_mode)) {
/*找到一个目录，但忽略。和.*/
if(strcmp(" . "，entry- d_name)==0
strcmp(" . "，entry- d_name)==0)
继续；
printf("%*s%s//n "，深度，""，entry-d _ name)；
/*在新的缩进级别递归*/
printdir(entry- d_name，深度4)；
}
else printf("%*s%s/n "，深度，""，entry-d _ name)；
}
chdir(" . ");
克洛斯迪尔(DP)；
}
现在让我们开始主函数
int main()
{
printf("目录扫描/home:/n ")；
printdir("/home "，0)；
printf("完成。/n ")；
退出(0)；
}
程序的处理结果输出如下：
$ printdir
/h的目录扫描
尼尔/。x默认值。Xmodmap。Xresources。bash _历史。没有则创建。kde/
分享/
应用程序/
konqueror/
dirtree/
public_html .桌面
工具栏/
书签. xml
konq _历史
kdisplay/
配色方案/
BLP3/
Gnu _公共_许可证
第四章/
argopt.c
args.c
第三章/
file.out
mmap.c
打印目录
完成了。
操作原理
大多数大的动作都在printdir函数中，所以这就是我们要看的地方。对于某些初始检测，使用opendir来确定指定的目录是否存在，printdir在指定的目录上调用chdir函数。当readdir返回的实体不为空时，程序会检查是否为目录。如果没有，使用深度缩进来打印文件实体。
如果这个实体是一个目录，我们需要做一些递归操作。在.之后.和.实体(当前目录和父目录)被忽略，printdir函数将调用自身并再次执行相同的处理操作。那么如何跳出这个循环呢？一旦while循环结束，chdir( . )函数调用将返回到目录树，以便继续列表优先操作。调用closedir(dp)可以确保打开目录流的数量不高于要求的数量。
为了简单介绍将在第四章讨论的Linux环境，让我们来看看一种使程序更通用的方法。该程序是有限的，因为它被指定为/home/neil目录。通过对main函数的如下修改，我们可以把它变成一个更有用的目录浏览器：
int main(int argc，char* argv[])
{
char *topdir="，"；
如果(argc=2)
top dir=argv[1]；
printf("对%s/n的目录扫描"，top dir)；
printdir(topdir，0)；
printf("完成。/n ")；
退出(0)；
}
我们改了三行代码，加了五行。现在它是一个带有可选参数目录名的通用程序，默认为当前目录。我们可以使用以下命令运行它：
$ printdir2 /usr/local 更多
输出将被分页，以便用户可以在输出中浏览分页。这样，用户将拥有一个方便小巧的通用目录树浏览器。也可以有一些小的修改。我们可以添加空白使用数据，显示限制深度，然后等待。
错误
正如我们所看到的，本章中描述的许多系统函数和调用会因为各种原因而失败。发生这种情况时，它们通过设置外部变量errno来指示失败原因。许多不同的库使用这个变量作为报告问题的标准方法。但在程序指出问题后，程序必须立即测试errno变量的值，因为它会被下一次函数调用覆盖，尽管函数本身并没有失败。
头文件errno.h中列出了错误的含义，包括：
EPERM:不允许操作
没有这样的文件或目录。
EINTR:系统调用中断
Ei:输入/输出错误
电子商务：设备或资源忙
EEXIST:文件存在。
EINVAL:参数不可用
EMFILE:打开的文件太多。
ENODEV:没有这样的设备。
这是一个目录。
ENOTDIR:不是目录。
当错误发生时，有一对非常有用的函数来报告它：strerror和perror。
错误字符串映射
Strerror函数将错误号映射到描述错误类型的字符串。这对于记录错误情况很有用。
其语法如下：
#包含字符串. h
char * strerror(int errnum)；
得到错误提示字符串
Perror函数还将报告的errno映射到一个字符串中，并将其打印到标准错误流中。他以一个指定的字符串s(如果不为空)开始，后跟一个冒号和一个空格。
其语法如下：
#包含stdio.h
void perror(const char * s)；
例如：
perror(“程序”)；
您将在标准错误输出中获得以下输出：
程序：打开的文件太多
/proc文件系统
本章前面我们提到Linux把大部分内容看成文件，文件系统里有硬件设备文件。/dev文件用于通过低级系统调用以特殊方式访问硬件。
控制硬件的软件驱动程序通常可以以特定的方式配置，或者可以报告信息。例如，磁盘控制器可以配置为使用特定的DMA模式。网卡可以报告它是否是高速、多路连接。
与设备驱动程序通信的程序在过去很常见。例如，hdparm可以配置一些磁盘参数，而ifconfig可以报告其网络参数。近年来，更流行的方式是提供一种更方便的方式来访问驱动程序信息，而事实上，这些通信已经包含在Linux内核的各种元素中。
Linux提供了一个特殊的文件系统procfs，它通常以目录/proc的形式出现。它包含许多特殊文件，允许高级访问驱动器和内核信息。只有拥有正确的访问权限，程序才能读取或写入这些文件以获取信息或设置参数。
出现在/proc中的文件会因系统而异，但是在Linux发行版中，更多的驱动程序和程序支持的procfs文件系统中包含更多的文件。在这里，我们将看看一些常见的文件，并简要讨论它们的用法。
浏览用于编写本章的计算机上的/proc目录，您将获得以下实体信息：
1/1377/1771/951/cpuinfo模块
10/1401/1777/961/设备安装@
1007/1414/1778/966/dma mtrr
1023/1457/2/968/driver/net/
1053/1460/3/969/execdomains分区
1056/1463/385/970/fb pci
1059/1465/388/971/文件系统scsi/
1061/1476/4/974/fs/self@
1071/1477/424/975/ide/slabinfo
1077/1479/4775/976/中断飞溅
1079/1480/4850/977/iomem统计
1080/1482/496/978/I端口互换
1082/1484/5/979/irq/sys/
isapnp sysvipc/
1090/1491/6/982/kcore tty/
1093/1494/625/983/kmsg运行时间
1095/1495/7/999/ksyms版本
1096/1496/75/apm加载平均视频/
1100/1502/8/a声音/锁
1101/1503/884/buddyinfo lvm/
1104/1545/905/bus/mdstat
1118/1546/917/cmdline meminfo
config.gz杂项
在许多情况下，这些文件可以被读取并给出状态信息。例如，/proc/cpuinfo将给出处理器的详细信息：
$ cat /proc/cpuinfo
处理器：0
供应商标识：正版英特尔
cpu系列：6
型号：6
型号名称：赛扬(Mendocino)
步进：0
中央处理器主频：451.028
缓存大小：128 KB
不可以
不可以
不知道
昏迷_bug:没有
fpu:是的
fpu _异常：是
cpuid级别：2
wp:是的
标志：fpu VME de PSE TSC MSR PAE MCE cx8 sep mtrr PGE MCA cmov pat
pse36 mmx fxsr
博戈米普斯：897.84
类似地，/proc/meminfo和/proc/version分别给出了关于内存使用和内核版本的信息：
$ cat /proc/meminfo
总计：已用：空闲：共享：缓冲区：缓存：
记忆：527392768 240873472 286519296 0 8331264 134004736
互换：139788288 0 139788288
内存总量：515032 kB
内存空闲：279804 kB
内存共享：0 kB
缓冲区：8136 kB
缓存：130864 kB
交换缓存：0 kB
活动：101208 kB
不活动：106056 kB
总高度：0 kB
HighFree: 0 kB
低总计：515032 kB
低可用空间：279804 kB
交换总量：136512 kB
交换空间：136512 kB
BigFree: 0 kB
$ cat /proc/version
Linux版本2 . 4 . 19-4GB(root @ Pentium . SuSE . de)(gcc版本3.2)第一名11月27日星期三
世界协调时2002年00时56分40秒
关于特定内核函数的更多信息可以在/proc的子目录中找到。例如，我们可以从/proc/net/sockstat获得网络windows套接字的使用数据：
$ cat /proc/net/sockstat
插座：已用246
TCP:使用20孤儿0 tw 0分配22内存11
UDP:使用3
原始：使用0
FRAG:使用0内存0
/proc中的一些实体可以读写。例如，所有正在运行的程序可以同时打开的文件数量是一个Linux内核参数。的当前值可以通过/proc/sys/fs/file-max读取：
$ cat /proc/sys/fs/file-max
52428
这里它的值是52428。如果我们需要增加这个值，我们可以通过编写相同的文件来实现。如果我们正在运行一个特殊的程序套件，那么也许我们需要这样做，比如一个使用很多表的数据库系统，需要同时打开很多文件。
注意：写入/proc文件需要超级访问权限。当写/proc文件时，我们应该小心。如果我们写了不正确的值，将会导致严重的问题。
如果我们将系统文件处理的限制增加到60000，我们可以简单地将这个新的限制数写入file-max:
# echo 60000/proc/sys/fs/file-max
现在我们可以重新读取这个文件，我们将看到新的值：
$ cat /proc/sys/fs/file-max
60000
/proc下带有数字名称的子目录用于提供对正在运行的程序的信息的访问。我们将在第11章学习更多关于程序如何作为一个过程被执行。
然而，现在我们只需要注意第一个进程有一个惟一的标识符：1到32000之间的一个数值。ps命令提供了当前正在运行的进程的列表。例如，在写这一章时：
neil@beast:~/BLP3/chapter03 ps
TTY时间指令
1104分/1 00:00:00狂欢
1503分/2 00:00:01巴什
1771 pts/4 00:00:00 bash
4991 pts/2 00:00:01 emacs
4994 pts/2 00:00:00 ps
尼尔@野兽：~/BLP 3/第3章
这里我们可以看到一些运行bash shell的终端会话，一个运行Emacs文件编辑器的编辑会话。我们可以通过查看/proc来了解关于Emacs会话的更多细节。
在这里，Emacs进程的标识是4991，所以我们需要检查/proc/4991以获得更详细的信息：
$ ls -l /proc/4991
总计0
尼尔用户0 2003-02-09 12:45命令行
lrwxrwxrwx 1 neil用户0 2003-02-09 12:45 CWD-/home/Neil/BLP 3/chapter 03
尼尔使用者0 2003-02-09 12:45附近
lrwxrwxrwx 1 neil用户0 2003-02-09 12:45 exe-/usr/bin/emacs
dr-x - 2 neil用户0 2003-02-09 12:45 fd
-rw - 1 neil用户0 2003-02-09 12:45 mapped_base
尼尔用户2003-02-09 12:45地图
尼尔用户0 2003-02-09 12:45 mem
尼尔用户0 2003-02-09 12:45安装
lrwxrwxrwx 1 neil用户0 2003-02-09 12:45 root - /
尼尔用户0统计
尼尔用户0 2003-02-09 12:45
尼尔用户状态
在这里，我们可以看到各种特殊的文件来告诉我们在这个过程中发生了什么。
我们可以看到程序/usr/bin/emacs正在运行，它当前的工作目录是/home/neil/BLP3/chpter03。您还可以读取该目录中的其他文件，以查看启动它所需的命令以及它所拥有的shell环境。Cmdline和environ文件以一系列非终结符字符串的形式提供这些信息，因此我们在查找它们时需要小心。我们将在第4章更深入地讨论Linux环境。
$ od -c /proc/4991/cmdline
0000000美元。t x t
0000020 /0
0000021
在这里，我们可以看到Emacs是通过命令行emacsdraft2.txt启动的。
fd子目录提供了进程正在使用的文件描述符的信息。这些信息非常有用，可以用来确定一个程序一次打开了多少个文件。每个打开的文件描述符都有一个实体；其名称与文件描述号相匹配。在我们的例子中，我们可以看到Emacs打开了描述符0，1，2，这正是我们所期望的。这是标准的输入、输出和错误描述符。虽然此时他正在编辑一个文件，但是这个进程并没有使他保持打开状态，所以这里不会显示它。
$ ls /proc/4991/fd
0 1 2
高级主题：fcntl和mmap
在这里，我们将讨论几个我们可能会跳过的主题，因为它们很少被使用。正如我们所说，我们在这里引用它，因为它们可以为一些技术问题提供一些简单的解决方案。
记录锁
fcntl系统调用提供了更多处理底层文件描述符的方法。
#包含fcntl.h
int fcntl(int fildes，int cmd)；
int fcntl(int fildes，int cmd，long arg)；
我们可以使用fcntl系统调用对打开的文件描述符执行各种操作，包括复制、获取和设置文件描述符标记、获取和设置文件状态标记以及管理文件锁。
各种操作由fcntl.h中定义的命令参数cmd的不同值选择.根据选择的命令，系统调用需要第三个参数arg:
NTL (Fildes，F _ DUPFD，newfd):这个调用将返回一个新的文件描述符，其值等于或大于NEWFD的值。新的文件描述符是描述符fildes的副本。根据打开文件的数量和newfd的值，这和dup(fildes)一样高效。
FCL (fildes，f _ getfd):这个调用将返回fcntl.h中定义的文件描述符标记，其中包括FD_CLOEXEC，它将确定在成功调用系统调用的EXEC系列之一后是否关闭。
FCL (Fildes，f _ setFD，flags):这个调用用于调用文件描述符标签，通常只是FD_CLOEXEC。
FCL (Fildes，f _ getFL)和fcntl(fildes，F_SETFL，flags):这些函数分别用于获取和设置文件状态标志和访问模式。我们可以通过使用fcntl.h中定义的O_ACCMODE掩码来获取访问模式，其他标记包括使用O_CREAT传递给open的第三个参数。注意，我们不能设置所有的标志。一般来说，我们不能使用fcntl来设置文件权限。
我们可以用fcntl来实现咨询文件锁。我们可以通过查看手册页的第2部分或第7章来获得更多信息，在这一章中我们将讨论文件锁。
内存映射
Unix提供了一个非常有用的程序，允许程序共享内容，好消息是它已经包含在Linux内核2.0和更高版本中。Mmap函数可以设置两个或多个程序可以读写的一段内存。一个程序所做的更改可以被另一个程序看到。
我们可以使用相同的程序来操作文件。我们可以让磁盘文件的物理内容看起来像内存中的数组。如果文件由可以用C结构描述的记录组成，我们可以使用结构数组访问来更新文件。
这是通过使用具有特殊访问集的虚拟内存段来实现的。读写段会导致操作系统读写磁盘文件的相应部分。
mmap函数创建一个指向与文件内容相关的内存区域的指针，可以通过一个打开的文件描述符来访问它。
#include sys/mman.h
void *mmap(void *addr，size_t len，int prot，int flags，int fildes，off _ t off)；
我们可以通过传递off参数来修改共享段访问的文件数据的开头。可以访问的数据量(例如，内存段的长度)由len参数设置。
我们可以使用addr参数来请求一个特定的内存地址。如果为空，则自动分配结果指针。这是推荐的用法，否则很难移植；系统的可变地址空间发生变化。
prot参数用于设置内存段的访问权限。这是下列常数的按位“或”运算：
PROT里德：这一段是可读的
PROT _写：段是可写的
PROT_EXEC:可执行段
PROT _无：分段不可访问
flags参数控制如何反映程序对段所做的更改：
MAP_PRIVATE段是私有的，更改是局部的。
MAP_SHARED段的变化反映在文件中。
MAP_FIXED段必须位于指定的地址addr。
msync函数使内存段中的一些或所有更改写回(或读取)映射文件：
#include sys/mman.h
int msync(void *addr，size_t len，int flags)；
要更新的段由传送的起始地址addr和长度len确定。flags参数控制如何执行这些更新。
MS_ASYNC执行异步写入。
MS_SYNC执行同步写入。
MS_INVALIDATE从文件中读取数据。
munmap函数释放内存段。
#include sys/mman.h
int munmap(void *addr，size _ t len)；
下面的程序mmap_eg.c显示了一个使用mmap和数组格式访问更新的结构文件。2.0之前的Linux并不完全支持mmap的使用。该程序可以在Sun Solaris和其他系统中正常运行。
1我们从定义ERCORD结构和创建NRECOREDS版本开始，每个版本记录它们的编号。这些文件被添加到records.dat文件中
#包括unistd.h
#包含stdio.h
#include sys/mman.h
#包含fcntl.h
#包含stdlib.h
typedef结构{
int整数；
char string[24]；
}记录；
#定义n记录(100)
int main()
{
记录记录，*映射；
int i，f；
FILE * fp
fp=fopen("records.dat "，" w ")；
for(I=0；I记录；i ) {
record . integer=I；
sprintf(record.string，" RECORD-%d "，I)；
fwrite( record，sizeof(record)，1，FP)；
}
fclose(FP)；
2我们现在将记录43的整数值更改为143，并写入第43个记录字符串：
fp=fopen("records.dat "，" r ")；
fseek(fp，43*sizeof(record)，SEEK _ SET)；
fread( record，sizeof(record)，1，FP)；
record.integer=143
sprintf(record.string，" RECORD-%d "，RECORD . integer)；
fseek(fp，43*sizeof(record)，SEEK _ SET)；
fwrite( record，sizeof(record)，1，FP)；
fclose(FP)；
3为了将整数值更改为243(并更新记录字符串)，我们将这些记录映射到内存，并使用以下内存映射来访问第43条记录：
f=open("records.dat "，O _ RDWR)；
mapped=(RECORD *)mmap(0，NRECORDS*sizeof(record)，
PROT _读 PROT _写，地图_共享，f，0)；
已映射[43]。整数=243；
sprintf(映射[43])。字符串，“记录-%d”，已映射[43]。整数)；
msync((void *)mapped，NRECORDS*sizeof(record)，MS _ ASYNC)；
munmap((void *)mapped，NRECORDS * sizeof(record))；
关闭(f)；
退出(0)；
}
在第13章，我们将看到另一个共享内存程序：System V共享内存。
摘要
在本章中，我们学习了Linux如何提供对文件和设备的直接访问。我们还了解了库函数是如何建立在这些底层函数之上，为程序问题提供灵活的解决方案的。因此，我们可以只用几行代码编写一个相当强大的目录浏览例程。
现在我们已经对文件和目录操作有了足够的了解，我们可以使用一个更加结构化的基于文件的解决方案来将我们在第2章末尾编写的CD程序转换成C程序。但是，这个时候我们还不能给程序添加新的功能，所以我们会在知道如何处理屏幕和键盘之后重新编写，这将是接下来两章的内容。
