兰州大学操作系统实验十一文件系统编程题目和答案

实验十一报告实验名称：11文件系统编程实验目的：1.学习和掌握使用系统调用操作文件和目录的属性、内容的方法实验时间3学时预备知识：1.系统调用文件操作1.1.1open（打开文件）//表头文件#includesys/types.h#includesys/stat.h#includefcntl.h定义函数intopen(constchar*pathname,intflags);返回值：0-127intopen(constchar*pathname,intflags,mode_tmode);函数说明参数pathname指向欲打开的文件路径字符串。下列是参数flags所能使用的标志:O_RDONLY以只读方式打开文件O_WRONLY以只写方式打开文件O_RDWR以可读写方式打开文件。上述三种旗标是互斥的，也就是不可同时使用，但可与下列的旗标利用OR(|)运算符组合。O_CREAT若欲打开的文件不存在则自动建立该文件。O_EXCL如果O_CREAT也被设置，此指令会去检查文件是否存在。文件若不存在则建立该文件，否则将导致打开文件错误。此外，若O_CREAT与O_EXCL同时设置，并且欲打开的文件为符号连接，则会打开文件失败。O_NOCTTY如果欲打开的文件为终端机设备时，则不会将该终端机当成进程控制终端机。O_TRUNC若文件存在并且以可写的方式打开时，此旗标会令文件长度清为0，而原来存于该文件的资料也会消失。O_APPEND追加当读写文件时会从文件尾开始移动，也就是所写入的数据会以附加的方式加入到文件后面。O_NONBLOCK以不可阻断的方式打开文件，也就是无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中。O_NDELAY同O_NONBLOCK。O_SYNC以同步的方式打开文件。直接修改到磁盘上，不经过缓冲区O_NOFOLLOW如果参数pathname所指的文件为一符号连接，则会令打开文件失败。O_DIRECTORY如果参数pathname所指的文件并非为一目录，则会令打开文件失败。参数mode则有下列数种组合，只有在建立新文件时才会生效，此外真正建文件时的权限会受到umask值所影响，因此该文件权限应该为（mode-umaks）。S_IRWXU00700权限，代表该文件所有者具有可读、可写及可执行的权限。S_IRUSR或S_IREAD，00400权限，代表该文件所有者具有可读取的权限。S_IWUSR或S_IWRITE，00200权限，代表该文件所有者具有可写入的权限。S_IXUSR或S_IEXEC，00100权限，代表该文件所有者具有可执行的权限。S_IRWXG00070权限，代表该文件用户组具有可读、可写及可执行的权限。S_IRGRP00040权限，代表该文件用户组具有可读的权限。S_IWGRP00020权限，代表该文件用户组具有可写入的权限。S_IXGRP00010权限，代表该文件用户组具有可执行的权限。S_IRWXO00007权限，代表其他用户具有可读、可写及可执行的权限。S_IROTH00004权限，代表其他用户具有可读的权限S_IWOTH00002权限，代表其他用户具有可写入的权限。S_IXOTH00001权限，代表其他用户具有可执行的权限。返回值若所有欲核查的权限都通过了检查则返回0值，表示成功，只要有一个权限被禁止则返回-1。错误代码EEXIST参数pathname所指的文件已存在，却使用了O_CREAT和O_EXCL旗标。EACCESS参数pathname所指的文件不符合所要求测试的权限。EROFS欲测试写入权限的文件存在于只读文件系统内。EFAULT参数pathname指针超出可存取内存空间。EINVAL参数mode不正确。ENAMETOOLONG参数pathname太长。ENOTDIR参数pathname不是目录。ENOMEM核心内存不足。ELOOP参数pathname有过多符号连接问题。EIOI/O存取错误。1.1.2close(见管道通信)1.1.3read(见管道通信)1.1.4write(见管道通信)1.1.5lseek（移动文件的读写位置）表头文件#includesys/types.h#includeunistd.h定义函数off_tlseek(intfildes,off_toffset,intwhence);函数说明每一个已打开的文件都有一个读写位置，当打开文件时通常其读写位置是指向文件开头，若是以附加的方式打开文件(如O_APPEND)，则读写位置会指向文件尾。当read()或write()时，读写位置会随之增加，lseek()便是用来控制该文件的读写位置。参数fildes为已打开的文件描述词，参数offset为根据参数whence来移动读写位置的位移数。参数whence为下列其中一种:SEEK_SET参数offset即为新的读写位置。SEEK_CUR以目前的读写位置往后增加offset个位移量。SEEK_END将读写位置指向文件尾后再增加offset个位移量。当whence值为SEEK_CUR或SEEK_END时，参数offet允许负值的出现。下列是较特别的使用方式:1)欲将读写位置移到文件开头时:lseek（intfildes,0,SEEK_SET）；2)欲将读写位置移到文件尾时:lseek（intfildes，0,SEEK_END）；3)想要取得目前文件位置时:lseek（intfildes，0,SEEK_CUR）；返回值当调用成功时则返回目前的读写位置，也就是距离文件开头多少个字节。若有错误则返回-1，errno会存放错误代码。附加说明Linux系统不允许lseek（）对tty装置作用，此项动作会令lseek（）返回ESPIPE。1.1.6fstat（由文件描述词取得文件状态）表头文件#includesys/stat.h#includeunistd.h定义函数intfstat(intfildes,structstat*buf);函数说明fstat()用来将参数fildes所指的文件状态，复制到参数buf所指的结构中(structstat)。Fstat()与stat()作用完全相同，不同处在于传入的参数为已打开的文件描述词。返回值执行成功则返回0，失败返回-1，错误代码存于errno。structstat：列数种情况S_IFMT0170000文件类型的位掩码前三位为8进制S_IFSOCK0140000scoketS_IFLNK0120000符号连接S_IFREG0100000一般文件S_IFBLK0060000区块装置S_IFDIR0040000目录S_IFCHR0020000字符装置S_IFIFO0010000先进先出S_ISUID04000文件的（setuser-idonexecution）位S_ISGID02000文件的（setgroup-idonexecution）位S_ISVTX01000文件的sticky位S_IRUSR（S_IREAD）00400文件所有者具可读取权限S_IWUSR（S_IWRITE）00200文件所有者具可写入权限S_IXUSR（S_IEXEC）00100文件所有者具可执行权限S_IRGRP00040用户组具可读取权限S_IWGRP00020用户组具可写入权限S_IXGRP00010用户组具可执行权限S_IROTH00004其他用户具可读取权限S_IWOTH00002其他用户具可写入权限S_IXOTH00001其他用户具可执行权限上述的文件类型在POSIX中定义了检查这些类型的宏定义S_ISLNK（st_mode）判断是否为符号连接S_ISREG（st_mode）是否为一般文件S_ISDIR（st_mode）是否为目录S_ISCHR（st_mode）是否为字符装置文件S_ISBLK（s3e）是否为先进先出S_ISSOCK（st_mode）是否为socket范例#includesys/stat.h#includeunistd.h#includefcntk.hmain(){structstatbuf;intfd;fd=open(“/etc/passwd”,O_RDONLY);fstat(fd,&buf);printf(“/etc/passwdfilesize+%d\n“,buf.st_size);}文件权限操作1.2.1chown（改变文件的所有者）表头文件#includesys/types.h#includeunistd.h定义函数intchown(constchar*path,uid_towner,gid_tgroup);函数说明chown()会将参数path指定文件的所有者变更为参数owner代表的用户，而将该文件的组变更为参数group组。如果参数owner或group为-1，对应的所有者或组不会有所改变。root与文件所有者皆可改变文件组，但所有者必须是参数group组的成员。当root用chown()改变文件所有者或组时，该文件若具有S_ISUID或S_ISGID权限，则会清除此权限位，此外如果具有S_ISGID权限但不具S_IXGRP位，则该文件会被强制锁定，文件模式会保留。返回值成功则返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。错误代码参考chmod（）。范例/*将/etc/passwd的所有者和组都设为root*/#includesys/types.h#includeunistd.hmain(){chown(“/etc/passwd”,0,0);}1.2.2chmod（改变文件的权限）表头文件#includesys/types.h#includesys/stat.h定义函数intchmod(constchar*path,mode_tmode);函数说明chmod()会依参数mode权限来更改参数path指定文件的权限。参数mode有下列数种组合S_ISUID04000文件的（setuser-idonexecution）位S_ISGID02000文件的（setgroup-idonexecution）位S_ISVTX01000文件的sticky位S_IRUSR（S_IREAD）00400文件所有者具可读取权限S_IWUSR（S_IWRITE）00200文件所有者具可写入权限S_IXUSR（S_IEXEC）00100文件所有者具可执行权限S_IRGRP00040用户组具可读取权限S_IWGRP00020用户组具可写入权限S_IXGRP00010用户组具可执行权限S_IROTH00004其他用户具可读取权限S_IWOTH00002其他用户具可写入权限S_IXOTH00001其他用户具可执行权限只有该文件的所有者或有效用户识别码为0，才可以修改该文件权限。基于系统安全，如果欲将数据写入一执行文件，而该执行文件具有S_ISUID或S_ISGID权限，则这两个位会被清除。如果一目录具有S_ISUID位权限，表示在此目录下只有该文件的所有者或root可以删除该文件。返回值权限改变成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno。错误代码EPERM进程的有效用户识别码与欲修改权限的文件拥有者不同，而且也不具root权限。EACCESS参数path所指定的文件无法存取。EROFS欲写入权限的文件存在于只读文件系统内。EFAULT参数path指针超出可存取内存空间。EINVAL参数mode不正确ENAMETOOLONG参数path太长ENOENT指定的文件不存在ENOTDIR参数path路径并非一目录ENOMEM核心内存不足ELOOP参数path有过多符号连接问题。EIOI/O存取错误范例/*将/etc/passwd文件权限设成S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH*/#includesys/types.h#includesys/stat.hmain(){chmod(“/etc/passwd”,S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IROTH)