linux下的C开发13，stat函数与文件类型

前面几节讨论了在 linux 中进行 C语言开发时，执行 I/O 的基本函数。不过在举例做实验的过程中，都是围绕普通文件进行的。

linux 中的文件类型

还记得在第9节，我们提到 unix 系统（linux是类unix系统）认为“一切皆文件”吗？unix 系统中大多数文件是普通文件和目录，这两种类型的文件也是最常使用的，比如 /usr 目录和它里面的 hello.txt 文本文件就属于普通文件类型。

事实上，linux 系统将所有文件分为以下几大类：

普通文件。
目录文件。
块特殊文件。这种类型的文件以磁盘为典型代表，linux 内核一般提供带缓冲的读写，以磁盘为例，每次读写一般都是固定长度的数据（一个扇区的数据），而且内核往往不是立刻将数据写到磁盘，而是在之后cpu较为空闲时写入。
字符特殊文件。以终端为例，处理这种文件时，内核不需要提供缓冲读写，例如程序输出字符到串口，通常希望越快响应越好。
FIFO。这种类型的文件一般用于多进程间通信。
套接字。这种类型的文件用于进程间的网络通信。
符号链接。这种类型的文件类似于 windows 中的快捷方式。

获取 linux 中的文件类型

linux 提供了 stat 系列函数获取文件的统计信息。在 linux 中输入 man stat，即可得到 stat 函数的使用手册：

stat 函数的第二个参数是一个结构体，它的定义可以在 <sys/stat.h> 中找到：

-   struct stat {
       unsigned long  st_dev;
       unsigned long  st_ino;
       unsigned short st_mode;
       unsigned short st_nlink;
       unsigned short st_uid;
       unsigned short st_gid;
       unsigned long  st_rdev;
       unsigned long  st_size;
       unsigned long  st_blksize;
       unsigned long  st_blocks;
       unsigned long  st_atime;
       unsigned long  st_atime_nsec;
       unsigned long  st_mtime;
       unsigned long  st_mtime_nsec;
       unsigned long  st_ctime;
       unsigned long  st_ctime_nsec;
       unsigned long  __unused4;
       unsigned long  __unused5;
};

可以看出，统计函数 stat 能够获得文件的各种信息，例如用户组ID，用户ID，以及文件的 size 等信息。其中 st_mode 成员记录着文件的类型以及mode(权限)。使用下面这几个宏即可获得文件的类型：

...
#define S_ISDIR(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFDIR)
#define S_ISCHR(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFCHR)
#define S_ISBLK(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFBLK)
#define S_ISREG(mode)    __S_ISTYPE((mode), __S_IFREG)
#ifdef __S_IFIFO
# define S_ISFIFO(mode)  __S_ISTYPE((mode), __S_IFIFO)
#endif
#ifdef __S_IFLNK
# define S_ISLNK(mode)   __S_ISTYPE((mode), __S_IFLNK)
#endif
...

C语言实例，获取 linux 文件类型

知道了 stat 函数和以上几个宏，编写 C语言程序获取文件的类型是方便的：

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

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc < 2){
        printf("\n\tusage:");
        printf("\n\t\t%s filepath\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    struct stat tmp;
    char* res;

    lstat(argv[1], &tmp);
    if(S_ISREG(tmp.st_mode))
        res = "regular";
    else if(S_ISDIR(tmp.st_mode))
        res = "directory";
    else if(S_ISBLK(tmp.st_mode))
        res = "block";
    else if(S_ISLNK(tmp.st_mode))
        res = "link";
    else if(S_ISFIFO(tmp.st_mode))
        res = "fifo";
    else if(S_ISSOCK(tmp.st_mode))
        res = "socket";
    else
        res = "unknown";

    printf("%s : %s\n", argv[1], res);

    return 0;
}

以上代码使用了 lstat 函数，而不是 stat 函数，它俩的功能是相同的。唯一不同之处在于处理符号链接时，lstat 是将该符号链接直接作为文件处理的，而 stat 函数则是处理该符号链接指向的文件。

编译以上代码，执行之：

# gcc t6.c
# ./a.out 

        usage:
                ./a.out filepath
# ./a.out ../
../ : directory
# ./a.out t.c
t.c : regular
root@lcc:/lccRoot/C/tmp# ./a.out ../
../ : directory
# ./a.out /dev/log
/dev/log : socket
#

程序接收一个参数，并返回该参数的类型。其他几种类型文件的测试留给读者，在这一过程中可以顺便了解一下 linux 中的文件组成。