嵌入式Linux：Linux系統中文件類(lèi)型
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在Windows系統中，操作系統通常通過(guò)文件名后綴來(lái)識別文件類(lèi)型。例如，C語(yǔ)言頭文件使用“.h”后綴，C語(yǔ)言源文件使用“.c”后綴，文本文件使用“.txt”后綴，壓縮包文件使用“.zip”后綴。打開(kāi)文件時(shí)，Windows會(huì )根據文件名后綴確定文件類(lèi)型，然后調用相應的程序打開(kāi)它。例如，打開(kāi)“.c”文件時(shí)會(huì )使用C代碼編輯器，打開(kāi)“.zip”文件時(shí)會(huì )使用解壓軟件。
然而，在Linux系統中，文件類(lèi)型并不是通過(guò)文件后綴名來(lái)識別的。這并不意味著(zhù)文件名后綴可以隨意添加。文件名和后綴主要是為了方便“人”查看和識別。盡管Linux系統不依賴(lài)后綴來(lái)識別文件，但規范地使用后綴仍然很重要。例如，C源文件應以“.c”結尾，C頭文件應以“.h”結尾，Shell腳本文件應以“.sh”結尾。這是為了方便我們自己查看和管理文件。
在Linux系統中，共有七種文件類(lèi)型：
普通文件；
目錄文件；
字符設備文件；
塊設備文件；
符號鏈接文件；
套接字文件；
管道文件。
1
普通文件
普通文件（regular file）是Linux系統中最常見(jiàn)的文件類(lèi)型，如文本文件、二進(jìn)制文件以及我們編寫(xiě)的源代碼文件等。普通文件中的數據存儲在系統磁盤(pán)中，可以訪(fǎng)問(wèn)和讀取這些文件中的內容，文件內容以字節為單位進(jìn)行存儲和訪(fǎng)問(wèn)。
普通文件可以分為兩大類(lèi)：文本文件和二進(jìn)制文件。
文本文件：文本文件的內容由ASCII碼字符構成。雖然文件本質(zhì)上都是數字（因為計算機只識別0和1，磁盤(pán)上的文件內容也是由0和1構成），但文本文件中的數字應該被理解為對應的ASCII字符碼。例如，常見(jiàn)的.c、.h、.sh、.txt文件都是文本文件。文本文件的優(yōu)點(diǎn)是方便人類(lèi)閱讀、瀏覽和編寫(xiě)。
示例：
cat example.txt
二進(jìn)制文件：二進(jìn)制文件中存儲的也是數字，但這些數字不是文本字符編碼，而是真正的數值。例如，Linux系統下的可執行文件、C代碼編譯后的.o文件、.bin文件等都是二進(jìn)制文件。
示例：
hexdump -C example.bin
2
目錄文件
目錄文件（directory file）是用于組織和管理其他文件和子目錄的特殊文件。目錄文件包含指向其他文件和目錄的列表，使得文件系統具有層次結構。目錄文件的主要作用是提供一種方式來(lái)組織文件系統中的數據，使得文件和目錄可以以一種樹(shù)狀結構進(jìn)行管理。
3
字符設備文件
字符設備文件（Character Device File）是一種特殊的文件類(lèi)型，用于與字符設備進(jìn)行直接的字符流通信。字符設備通常是那些可以一次一個(gè)字符地讀寫(xiě)的設備，如鍵盤(pán)、鼠標、串口（serial port）和終端（terminal）。
4
塊設備文件
塊設備文件（block device file）是一種特殊的文件類(lèi)型，用于與塊設備進(jìn)行交互。塊設備是一種數據存儲設備，允許以固定大小的塊（通常為512字節或更大的倍數）進(jìn)行數據讀寫(xiě)操作。常見(jiàn)的塊設備包括硬盤(pán)、光盤(pán)、USB存儲設備等。
下圖中agpgart、autofs、btrfs-control、console 等這些都是字符設備文件，而 loop0、loop1這些便是塊設備文件。
5
符號鏈接文件
符號鏈接文件（symbolic link file，也稱(chēng)為軟鏈接）是一種特殊的文件類(lèi)型，用于指向另一個(gè)文件或目錄。符號鏈接類(lèi)似于Windows系統中的快捷方式。符號鏈接文件包含指向目標文件或目錄的路徑，而不是文件內容本身。它們允許用戶(hù)方便地訪(fǎng)問(wèn)和管理文件和目錄。
在上圖中，cdrom、cdrw、fd、initctl等這些文件都是符號鏈接文件，箭頭所指向的文件路徑便是符號鏈接文件所指向的文件。
6
套接字文件
套接字文件是Linux系統中用于進(jìn)程間通信的特殊文件類(lèi)型，常用于本地進(jìn)程間通信。它們允許同一臺機器上的進(jìn)程通過(guò)文件系統中的套接字文件進(jìn)行通信。通過(guò)使用編程接口，可以方便地創(chuàng )建和管理套接字文件，實(shí)現高效的進(jìn)程間通信。
7
管道文件
管道文件（pipe）是一種特殊的文件類(lèi)型，用于在進(jìn)程間進(jìn)行通信。管道文件提供了一種單向數據流的機制，其中一個(gè)進(jìn)程向管道寫(xiě)入數據，而另一個(gè)進(jìn)程從管道讀取數據。管道文件在命令行中廣泛用于將一個(gè)命令的輸出傳遞給另一個(gè)命令作為輸入。
8
stat命令和ls命令
stat 命令和 ls 命令是Linux系統中常用的兩個(gè)命令，用于查看文件和目錄的詳細信息。
8.1、stat命令
stat 命令用于顯示文件或文件系統的詳細狀態(tài)信息。它提供的信息包括文件的大小、權限、所有者、修改時(shí)間、訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間等。
查看單個(gè)文件的信息：
stat example.txt
輸出示例：
File: example.txtSize: 1234 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular fileDevice: 803h/2051d Inode: 1234567 Links: 1Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 1000/ user) Gid: ( 1000/ user)Access: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Modify: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Change: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Birth: -
查看目錄的信息：
stat /home/user
輸出示例：
File: /home/userSize: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directoryDevice: 803h/2051d Inode: 567890 Links: 2Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 1000/ user) Gid: ( 1000/ user)Access: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Modify: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Change: 2024-06-06 12:00:00.000000000 +0000Birth: -
8.2、ls命令
ls 命令用于列出目錄內容。它有很多選項，可以顯示文件的各種信息，如權限、所有者、大小和修改時(shí)間等。
顯示詳細信息：
ls -l
輸出示例：
total 12-rw-r--r-- 1 user user 1234 Jun 6 12:00 example.txtdrwxr-xr-x 2 user user 4096 Jun 6 12:00 documentsdrwxr-xr-x 3 user user 4096 Jun 6 12:00 projects
示例參數說(shuō)明：
' - '：代表普通文件，即包含文本內容或二進(jìn)制數據的文件。
' d '：代表目錄文件，用于存儲其他文件或目錄的容器。
' c '：代表字符設備文件，用于與字符設備進(jìn)行通信，如終端設備或串行端口。
' b '：代表塊設備文件，用于與塊設備進(jìn)行通信，如硬盤(pán)驅動(dòng)器或磁盤(pán)分區。
' l '：代表符號鏈接文件，用于指向其他文件或目錄的路徑。
' s '：代表套接字文件，用于進(jìn)程間通信，通常用于網(wǎng)絡(luò )通信或本地通信。
' p '：代表管道文件，用于進(jìn)程間通信，允許單向數據流的傳輸。
通過(guò)使用這些命令，可以方便地查看文件和目錄的詳細信息，以便更好地管理和操作系統中的文件。
9
stat、fstat、lstat函數
stat、fstat、lstat 是Linux中用于獲取文件屬性的系統調用函數。它們的主要作用是讀取文件的元數據，如文件大小、權限、所有者等。以下是這三個(gè)函數的詳細說(shuō)明、作用和使用方法。
stat：獲取指定路徑文件的屬性信息，解析符號鏈接指向的文件。
fstat：獲取通過(guò)文件描述符指定的文件的屬性信息。
lstat：獲取指定路徑文件的屬性信息，如果是符號鏈接，返回鏈接本身的屬性。
這些函數在文件管理和系統編程中非常重要，能夠幫助開(kāi)發(fā)者獲取文件的詳細信息并進(jìn)行相應處理。理解它們的用法和區別對于編寫(xiě)高效、健壯的程序至關(guān)重要。
在Linux中，stat、fstat、和lstat函數都使用同一個(gè)結構體struct stat來(lái)存儲文件的元數據。這個(gè)結構體包含了文件的多種屬性信息，如文件大小、文件類(lèi)型、權限、所有者、時(shí)間戳等。
struct stat結構體定義在頭文件中。它的典型定義如下：
#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>
struct stat { dev_t st_dev; /* 文件的設備ID */ ino_t st_ino; /* 文件的索引節點(diǎn)號 */ mode_t st_mode; /* 文件的類(lèi)型和權限 */ nlink_t st_nlink; /* 硬鏈接數 */ uid_t st_uid; /* 所有者用戶(hù)ID */ gid_t st_gid; /* 所有者組ID */ dev_t st_rdev; /* 特殊設備ID（如果此文件是設備文件） */ off_t st_size; /* 文件大小，以字節為單位 */ blksize_t st_blksize; /* 文件系統I/O的塊大小 */ blkcnt_t st_blocks; /* 分配給此文件的512字節塊的數量 */ time_t st_atime; /* 最后一次訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間 */ time_t st_mtime; /* 最后一次修改時(shí)間 */ time_t st_ctime; /* 最后一次狀態(tài)改變時(shí)間（元數據） */};各字段的含義如下：
st_dev：表示文件所在設備的設備號。文件系統中，每個(gè)設備都有一個(gè)唯一的設備號。
st_ino：表示文件的索引節點(diǎn)號（inode number），它是文件在文件系統中的唯一標識。
st_mode：表示文件的類(lèi)型和權限。使用位掩碼可以提取出文件類(lèi)型和權限信息。
st_nlink：表示文件的硬鏈接數量。一個(gè)文件可以有多個(gè)硬鏈接，它們共享同一個(gè)索引節點(diǎn)。
st_uid：表示文件所有者的用戶(hù)ID。
st_gid：表示文件所有者的組ID。
st_rdev：如果文件是字符設備或塊設備文件，則此字段表示設備號。
st_size：表示文件的大小，以字節為單位。
st_blksize：表示文件系統I/O的塊大小。
st_blocks：表示分配給文件的512字節塊的數量。
st_atime：表示文件最后一次訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)間。
st_mtime：表示文件最后一次修改的時(shí)間。
st_ctime：表示文件最后一次狀態(tài)改變的時(shí)間（例如，權限修改）。
9.1、stat函數
int stat(const char *path, struct stat *buf);
參數：
path：文件路徑。
buf：指向stat結構體的指針，用于存儲文件屬性信息。
返回值：
成功時(shí)返回0。
失敗時(shí)返回-1，并設置errno來(lái)指示錯誤。
作用： 獲取指定路徑文件的屬性信息。
示例如下：
#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <time.h>
int main() { struct stat fileStat;
if (stat("example.txt", &fileStat) < 0) { perror("stat"); return 1; }
printf("File Size: %ld bytesn", fileStat.st_size); printf("Number of Links: %lun", fileStat.st_nlink); printf("File inode: %lun", fileStat.st_ino); printf("File Permissions: "); printf((S_ISDIR(fileStat.st_mode)) ? "d" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IRUSR) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWUSR) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXUSR) ? "x" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IRGRP) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWGRP) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXGRP) ? "x" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IROTH) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWOTH) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXOTH) ? "x" : "-"); printf("n");
return 0;}9.2、fstat函數
int fstat(int fd, struct stat *buf);
參數：
fd：文件描述符。
buf：指向stat結構體的指針，用于存儲文件屬性信息。
返回值：
成功時(shí)返回0。
失敗時(shí)返回-1，并設置errno來(lái)指示錯誤。
作用： 獲取通過(guò)文件描述符指定的文件的屬性信息。
示例如下：
#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>
int main() { struct stat fileStat; int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
if (fd < 0) { perror("open"); return 1; }
if (fstat(fd, &fileStat) < 0) { perror("fstat"); close(fd); return 1; }
printf("File Size: %ld bytesn", fileStat.st_size); printf("Number of Links: %lun", fileStat.st_nlink); printf("File inode: %lun", fileStat.st_ino);
close(fd); return 0;}9.3、lstat函數
int lstat(const char *path, struct stat *buf);
參數：
path：文件路徑。
buf：指向stat結構體的指針，用于存儲文件屬性信息。
返回值：
成功時(shí)返回0。
失敗時(shí)返回-1，并設置errno來(lái)指示錯誤。
作用： 獲取指定路徑文件的屬性信息，但如果路徑是符號鏈接，返回鏈接本身的屬性，而不是鏈接指向的文件。
示例如下：
#include <stdio.h>#include <sys/stat.h>
int main() { struct stat fileStat;
if (lstat("symlink", &fileStat) < 0) { perror("lstat"); return 1; }
printf("File Size: %ld bytesn", fileStat.st_size); printf("Number of Links: %lun", fileStat.st_nlink); printf("File inode: %lun", fileStat.st_ino); printf("File Permissions: "); printf((S_ISLNK(fileStat.st_mode)) ? "l" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IRUSR) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWUSR) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXUSR) ? "x" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IRGRP) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWGRP) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXGRP) ? "x" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IROTH) ? "r" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IWOTH) ? "w" : "-"); printf((fileStat.st_mode & S_IXOTH) ? "x" : "-"); printf("n");
return 0;}*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。
