Linux 程序设计学习笔记----Linux下文件类型和属性管理

浏览数：13 / 时间：2015年06月20日

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部分内容整理自网络，在此感谢各位大神。


Linux文件类型和权限

数据表示

文件属性存储结构体Inode的成员变量i_mode存储着该文件的文件类型和权限信息。该变量为short int类型。

这个16位变量的各个位功能划分为：

  • 第0-8位为权限位，为别对应拥有者（user），同组其他用户（group）和其他用户（other）的读R写W和执行X权限。
  • 第9-11位是权限修饰位，包括设置有效ID（setuid）位，设置有效用户组ID（setgid），和粘贴位（sticky）。
  • 第12-15位是文件类型位。

如下一个例子：

drwxr-xr-x 5 root root 1024 Sep 13 03:27 Desktop

与文件权限相关联的是第一、第三、第四个域。第三个域是文件的所有者，第四个域是文件的所属组，而第一个域则限制了文件的访问权限。在这个例子中，文件的 所有者是 root，所属的组是 root，文件的访问权限是 drwxr-xr-x。对于文件和目录讲，每个文件和目录都有一组权限标志和它们结合在一起，在上例中就是第一个域中的内容。下面来仔细分析这个域中各个 符号的意义：

该域由 10 个字符组成，可以把它们分为四组，具体含义分别是：

d              rwx                      r-x                 r-x

文件类型 所有者权限标志 组权限标志 其他用户权限标志

其中：

文件类型：第一个字符。

由于 Linux 系统对与设备、目录、文件都当作是文件来处理，因此该字符表明此文件的类型，字符与对应的意义如下表：

      文件标志  文件类型         例子

  • -          普通文件        数据文件、ASCII 纯文本 文件、程序
  • d          目录              /bin
  • b          块设备          /dev/hda（第一个 IDE 硬盘）
  • c          字符设备       /dev/ttyS1（与 DOS 种的串口 2 等同）
  • s          套接字          /dev/log
  • p          命名管道       /dev/initctl（与“|”等同）
  • l           符号链接       /dev/modem->/dev/ttyS1

权限标志

对每个文件或目录都有 4 类不同的用户。每类用户各有一组读、写和执行（搜索）文件的访问权限，这 4 类用户是：

  • root：系统特权用户类，既 UID = 0 的用户。
  • owner：拥有文件的用户。
  • group：共享文件的组访问权限的用户类的用户组名称。
  • world：不属于上面 3 类的所有其他用户。


作为 root，他们自动拥有了所有文件和目录的全面的读、写和搜索的权限，所以没有必要明确指定他们的权限。其他三类用户则可以在耽搁文件或者目录的基础上别 授权或撤消权限。因此对另外三类用户，一共 9 个权限位与之对应，分为 3 组，每组 3 个，分别用 r、w、x 来表示，分别对应 owner、group、world。

权限位对于文件和目录的含义有些许不同。

每组 3 个字符对应的含义从左至右的顺序，对于文件来说是：读文件的内容（r）、写数据到文件（w）、做为命令执行该文件（x）。

对于目录来说是：读包含在目录中 的文件名称（r）、写信息到目录中去（增加和删除索引点的连接）、搜索目录（能用该目录名称作为路径名去访问它所包含的文件或子目录）。

具体来说就是：

1． 有只读权限的用户不能用 cd 进入该目录；还必须有执行权限才能进入。

2． 有执行权限的用户只有在知道文件名并拥有该文件的读权限的情况下才可以访问目录下的文件。

3． 必须有读和执行权限才可以使用 ls 列出目录清单，或使用 cd 进入目录。

4． 如用户有目录的写权限，则可以创建、删除或修改目录下的任何文件或子目录，既是该文件或子目录属于其他用户。

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修改文件权限

首先讲修改文件的所有权，使用 chown 和 chgrp 命令：

chown new_user file or directory：修改文件或目录的所有者。

chgrp new_group file or directory：修改文件或目录的所属组。

这里需要注意的是：普通用户不能将文件或目录的所有权交与他人，只有 root 有这一权限。但是普通用户有权改变文件或目录的所属组。

由于每类用户的权限都是由 rwx 三位组成，因此可以用三个八进制数字表示文件的访问权。一个八进制数字可以用三个二进制数字表示，那么与其对应，权值为 4 的位对应 r，权值为 2 的位对应 w，权值为 1 的位对应 x。对于一类用户，将这三位与其对应的权值相乘求和，就可以得出对该类用户的访问权限。

改变文件访问权限的命令是 chmod，格式是：

chmod permission file_name

比如 chmod 764 a.txt,它表示对于文件的所有者，具有对该文件读、写、执行的权限。对于文件所属组的用户，拥有读、写的权限。对于其他用户，只有读权限。


chmod是Linux下设置文件权限的命令，后面的数字表示不同用户或用户组的权限。

一般是三个数字：
第一个数字表示文件所有者的权限
第二个数字表示与文件所有者同属一个用户组的其他用户的权限
第三个数字表示其它用户组的权限。

权限分为三种：读（r=4），写（w=2），执行（x=1） 。 综合起来还有可读可执行（rx=5=4+1）、可读可写（rw=6=4+2）、可读可写可执行(rwx=7=4+2+1)。

所以，chmod 755 设置用户的权限为：

1.文件所有者可读可写可执行 
2.与文件所有者同属一个用户组的其他用户可读可执行 
3.其它用户组可读可执行

 chmod 4755与chmod 755 的区别在于开头多了一位，这个4表示其他用户执行文件时，具有与所有者相当的权限。

例如：root用户创建了一个上网认证程序netlogin，如果其他用户要上网也要用到这个程序，那就需要root用户运行chmod 755 netlogin命令使其他用户也能运行netlogin。

 但是netlogin执行时可能需要访问一些只有root用户才有权访问的文件，那么其他用户执行netlogin时可能因为权限不够还是不能上网。

 这种情况下，就可以用 chmod 4755 netlogin 设置其他用户在执行netlogin也有root用户的权限，从而顺利上网。

ps:对shell脚本设置无效！只对应用程序有效！


这里需要注意的是：文件的创建者是唯一可以修改该文件访问权限的普通用户，另外一个可以修改文件访问权限的用户是 root。

还有一种表示方法，就是用字符串来设定文件访问权限。其中读用 r 表示，写用 w 表示，执行用 x 表示；所有者用 u 表示，组用户用 g 表示，其他用户用 o 表示，所有用户用 a 表示。那么上面例子就写成下面的模样：

chmod a+r,u+w,u+x,g+w a.txt


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权限修饰位

SUID含义：文件的该位被设 置为1，在该文件被执行时，该文件将以所有者的身份运行，也就是说无论谁来执行这个文件，他都有文件所有者的特权，如果所有者是root的话，那么执行人就有超级用户 的特权了，这是该位将变成一个安全漏洞，因此不要轻易设置该位。

SGID含义：运行者将具有文件所有组的权限。

STICKY粘合位： 要求操作系统既是在可执行程序退出后，仍要在内存中保留该程序的映像，这样做是为了节省大型程序的启动时间，但是会占用系统资源，因此设置该位，不如把程序写好。

setuid ；setgid；sticky bit区别

每一个文件有所有者及组编号，set uid ；set gid可以改变用户对文件具有的权限：写和执行.

setuid: 在执行时具有文件所有者的权限.
setgid: 设置目录. 一个目录被标上setgid位,此目录下创建的文件继承该目录的属性.
sticky bit: 该位可以理解为防删除位. 设置sticky bit位后，就算用户对目录具有写权限，但也只能添加文件而不能删除文件。

如何设置

操作这些标志与操作文件权限的命令是一样的, 都是 chmod. 有两种方法来操作,

1) chmod u+s temp -- 为temp文件加上setuid标志. (setuid 只对文件有效，U=用户)
chmod g+s tempdir -- 为tempdir目录加上setgid标志 (setgid 只对目录有效，g=组名)
chmod o+t temp -- 为temp文件加上sticky标志 (sticky只对文件有效)

2) 采用八进制方式. 这一组八进制数字三位的意义如下,
abc
a - setuid位, 如果该位为1, 则表示设置setuid
b - setgid位, 如果该位为1, 则表示设置setgid
c - sticky位, 如果该位为1, 则表示设置sticky


设置后, 可以用 ls -l 来查看. 如果本来在该位上有x, 则这些特殊标志显示为小写字母 (s, s, t). 否则, 显示为大写字母 (S, S, T)
如:

rwsrw-r-- 表示有setuid标志 (rwxrw-r--:rwsrw-r--)
rwxrwsrw- 表示有setgid标志 (rwxrwxrw-:rwxrwsrw-)
rwxrw-rwt 表示有sticky标志 (rwxrw-rwx:rwxrw-rwt)

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inux/unix 下的可执行文件:

被设置了setuid, 当一个程序一旦设置了该标记以后, 使用该可执行程序的进程将拥有该执行文件的所有者的权限，可提升使用者的权限,普通用户可以执行改命令,使自己升级为root权限。

setuid的用法是： chmod 4755 program 或 chmod u+s program (setuid 只对文件有效)

被设置了setgid, 同理使用该程序的进程将拥有该程序所有组的权限，单独setGid的文件非常少用,通常都是即setUid又setGid，同时setuid,setgid 是为了绑定某个特殊用户及其组的特殊权限。

setgid的用法是：chmod 2755 dir 或 chmod g+s dir (setgid 只对目录有效)

同时设置setuid,setgid的用法：chmod 6755 program

被设置粘着位，设置的用法是： chmod 1777 file 或 chmod o+t file (sticky只对文件有效)

当一个目录被设置为"粘着位"(用chmod a+t),则该目录下的文件只能由
一、超级管理员删除
二、该目录的所有者删除
三、该文件的所有者删除
也就是说,即便该目录是任何人都可以写,但也只有文件的属主才可以删除文件 。

文件的属性管理

1.读取文件属性

使用stat函数，如下示例：



stat的结构体包含的如下：主要见stat.h头文件，具体该文件的解读参见：http://blog.csdn.net/xuemiao1234/article/details/5544226

The structurestatcontains at least the following members:

struct stat {
    dev_t         st_dev;       //文件的设备编号
    ino_t         st_ino;       //节点
    mode_t        st_mode;      //文件的类型和存取的权限
    nlink_t       st_nlink;     //连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1
    uid_t         st_uid;       //用户ID
    gid_t         st_gid;       //组ID
    dev_t         st_rdev;      //(设备类型)若此文件为设备文件，则为其设备编号
    off_t         st_size;      //文件字节数(文件大小)
    unsigned long st_blksize;   //块大小(文件系统的I/O 缓冲区大小)
    unsigned long st_blocks;    //块数
    time_t        st_atime;     //最后一次访问时间
    time_t        st_mtime;     //最后一次修改时间
    time_t        st_ctime;     //最后一次改变时间(指属性)
};

同样具有查询功能的函数有lstat，参见http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/lstat.html

正在打开文件的查询函数：fstat，参见http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/fstat.html

同样上文中的修改命令中，对于已经打开的文件，使用fchmod的类型，加f前缀。

下面是一个使用lstat函数查询文件属性的示例程序，可以根据文件的类型打印对应的提示信息。

代码如下：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i;
	struct stat buf;
	char *ptr;
	for (i = 1; i < argc; i++) 
	{
		printf("%s: ", argv[i]);
		if (lstat(argv[i], &buf) < 0)  // obtains information about the file
		{
			perror("lstat");
			continue;
		}
		if(S_ISREG(buf.st_mode))
			ptr = "regular file";                        // regular file
		else if (S_ISDIR(buf.st_mode))	
			ptr = "directory file";                      // directory file
		else if (S_ISCHR(buf.st_mode))	
			ptr = "character special file";              // character_special file
		else if (S_ISBLK(buf.st_mode))	
			ptr = "block special file";                  // block_special file
		else if (S_ISFIFO(buf.st_mode)) 
			ptr = "fifo file";                           // pip file

#ifdef	S_ISLNK
		else if (S_ISLNK(buf.st_mode))	
			ptr = "symbolic link";                       // link file
#endif
#ifdef	S_ISSOCK
		else if (S_ISSOCK(buf.st_mode))	
			ptr = "socket";                              // socket file
#endif
		else	
			ptr = "** unknown mode **";                 // unknown file

		printf("%s\n", ptr); 
	}
	return 0;
}


ok， that‘s all.

The Next :

文件管理的应用项目实现

一些关于文件管理系统的重要知识点：

inode

下一代的文件管理系统btrfs

硬链接，软连接


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