硬链接，软链接，link,rename,symlink,opendir和readdir

article/2025/10/16 12:11:21

什么是硬链接

struct stat {nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links};

stat结构体就有一个成员变量----硬链接数

  • 使用ln命令就可以创建硬链接

  • 创建硬链接，就是再为文件创建一个名字

每创建一个硬链接，文件就多一个文件名，硬件链接数+1

  • 多个文件名指向了同一个文件，操作文件时，使用任何一个名字都可以

​ 创建硬链接后所得到的多个文件名，指向的同一个inode节点，只有inode节点代表了文件的真实存在，inode节点只有一个，因此多个文件名指向的是同一个文件，不管使用的是哪一个文件名，都能操作这个文件。

硬链接数

  • 记录了有多少个文件名指向了inode节点，通过创建硬链接，每增加一个文件名，就多一个硬链接数
  • 同理，每删除一个硬链接，也就是删除一个文件名，就少一个硬链接数

删除文件时，只是将文件的inode节点空间释放了，如果这个文件有数据的话，那么这个文件的数据仍然还在，在这种情况下，只要将文件的inode节点空间恢复，即可还原该文件。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7fe3Diap-1667544982020)(/home/guojiawei/.config/Typora/typora-user-images/image-20221104144320671.png)]

如图，新创建的目录的硬链接数是2.

因为新创建的目录，一开始就有两个名字指向了目录的inode节点，分别是目录的本名text和.

  • 在该目录下，每多创建一个目录，当前目录就会多一个硬链数

Linux不允许用户自己给目录创建硬链接，只能由Linux系统自己给目录创建硬链接

用户只能给目录以外的，其它类型的文件创建硬链接

目录

目录是特殊的文件，本质上是一个表格，用于存储文件名和inode节点空间

可以在目录中创建多个链接指向文件，这些链接指向相同的inode节点空间

link函数

#include <unistd.h>
//功能：为非目录文件建立一个新的硬连接（ln命令就是调用这个系统函数来实现的）
//返回值：调用成功返回0，失败返回-1，errno被设置
int link(const char *oldpath, const char *newpath);

 link("./mm.txt","./mm1.txt");

unlink函数

#include <unistd.h>
//功能：删除一个硬连接，其实就是删除一个名字。	
//返回值：调用成功返回0，失败返回-1，errno被设置
//参数:pathname：要删除路径名
int unlink(const char *pathname);

只能用于删除非目录文件的硬链接，不能删除目录的硬链接，Linux系统不允许用户修改目录的硬件链接

使用unlink创建临时文件

临时文件:

  • 只在程序运行过程中有效，程序运行结束后就自动删除

  • 使用unlink就可以实现一个临时文件

open创建一个文件后（新文件的硬链接数都是1），然后立即调用unlink将文件硬链接数减为0，将其删除。

虽然文件的硬链接数变成了0，但是在进程没有结束之前，这个文件仍然可以被使用，直到进程结束后，文件才被删除

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main(){int fd=open("mm.txt",O_RDWR|O_CREAT,0664);if(fd==-1){perror("open fail!");exit(-1);}unlink("./mm.txt");write(fd,"hello,world!\n",12);lseek(fd,0,SEEK_SET);char buf[30]={0};read(fd,buf,sizeof(buf));printf("buf=%s\n",buf);return 0;
}

remove函数

#include <stdio.h>
//功能：可以用于删除任何文件（既可以删除目录文件，也可以删除非目录文件）
//删除非目录文件时，功能与unlink一样。
//返回值：调用成功返回0，失败返回-1，errno被设置
int remove(const char *pathname);

int main(){remove("./aaa");//删除目录aaareturn 0;
}

rename函数

mv命令

  • 改名
  • 移动
  • 移动+改名

mv ./mm.txt …/mm_aa.txt

#include <stdio.h>
//功能：修改文件路径名，将旧的路径名oldpath，改为新的路径名newpath
//返回值：调用成功返回0，失败返回-1，errno被设置
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

rename("./mm_aa.txt","./aaa/mm.txt");//使用

如果文件移动起始位置和目标位置，在同一个分区里面的话

移动文件时，不会移动文件的数据;

只是把文件的基本信息（名字、inode编号），从这个目录记录到另一个目录下。

什么是符号链接

符号链接文件也被称为软链接文件

使用ln -s就可以创建符号链接文件

  • 符号链接文件就是一个快捷图标，它指向了另一个文件

和windows一样，原文件被删除了，快捷指向就没意义了

软链接和硬链接的对比

  • 创建硬连接

    同一个文件有多个不同的名字，它们指向是同一个inode节点

  • 创建符号链接文件

    符号链接文件与它所指向的文件，是两个完全不同的独立的文件，拥有自己独立的inode节点。

    符号链接文件的数据就是指向文件的文件名，文件大小就是名字的字符个数

不能给目录创建硬链接，但是可以给目录创建符号链接;只要你有需要，可以给任何文件创建符号链接文件。而且可以给符号链接文件，创建硬链接

s_link是link目录的软链接，p_s_link是s_link的硬链接

symlink

#include <unistd.h>
//功能：为oldpath，创建符号连接文件newpath
//函数返回值：调用成功返回0，失败返回-1，errno被设置
int symlink(const char *target, const char *linkpath);

使用ln创建硬链接时，调用的是link函数; 使用ln -s创建符号链接时，调用的是symlink

readlink

#include <unistd.h>
//功能：读符号链接文件的数据（指向文件的名字）
/*1）const char *path：符号连接文件的路径名。2）char *buf：存放名字缓存的地址。3）size_t bufsiz：缓存的大小
*/
//返回值：调用成功，返回读到的字节数，失败返回-1，errno被设置
ssize_t readlink(const char *pathname, char *buf, size_t bufsiz);


int main(){symlink("./link.c","slink");char buf[30]={0};readlink("./slink",buf,sizeof(buf));printf("buf=%s\n",buf);return 0;
}

stat半成品

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
void print_error(char *str){perror(str);exit(-1);
}int main(int argc, char **argv){int ret = 0;int i = 0;struct stat sta = {0};if(argc != 2){printf("./a.out fileName\n\n");exit(-1);}/* 获取文件属性 */ret = lstat(argv[1], &sta);if(-1 == ret) print_error("stat fail");/* 打印文件类型 */char file_type = '0';	if(S_ISLNK(sta.st_mode)) file_type = 'l'; else if(S_ISREG(sta.st_mode)) file_type = '-';else if(S_ISDIR(sta.st_mode)) file_type = 'd';else if(S_ISCHR(sta.st_mode)) file_type = 'c';else if(S_ISBLK(sta.st_mode)) file_type = 'b';else if(S_ISFIFO(sta.st_mode)) file_type = 'p';else if(S_ISSOCK(sta.st_mode)) file_type = 's';printf("%c", file_type);/* 打印文件权限 */	char buf[10] = {0};char tmp_buf[] = "rwxrwxrwx";for(i=0; i<9; i++){if(sta.st_mode & (1<<(8-i))) buf[i] = tmp_buf[i];else buf[i] = '-';}printf("%s", buf);/* 打印文件属性 */printf(" %lu %u %d %ld %ld %s", sta.st_nlink, \sta.st_uid, sta.st_gid, sta.st_size, sta.st_atime, argv[1]);//打印出链接文件的指向if(file_type=='l'){char mm[30]={0};readlink(argv[1],mm,sizeof(mm));printf("->%s\n",mm);}else printf("\n");return 0;
}

符号跟随函数 与 符号不跟随函数

（1） 符号跟随函数

调用某个函数操作文件，当指定的路径名是符号链接文件时:

如果函数最后操作的是符号链接文件所指向的文件，而不是“符号链接文件”本身，

这个函数就是符号跟随函数，因为它跟到符号链接文件所指向的背后去了。

  • 比如stat、open就是符号跟随函数，因为这些操作的都是符号链接文件所指向的文件

（2）符号不跟随函数

当路径名是符号链接文件时，函数操作的就是符号链接文件本身，不会跟随

比如lstat就是符号不跟随函数，因为获取文件属性时，如果操作的是符号链接文件的话，那么获取的是符号链接文本身的属性。

  • 凡是需要指定“文件路径名”函数，只要函数名字是l打头的，比如像lstat，基本都是符号不跟随函数。
  • lseek不需要指定路径名，而是通过文件描述符（fd）操作的，不存在符号跟随与不跟随的问题。

getcwd

#include <unistd.h>
//这是一个库函数，执行pwd命令就是调用这个函数实现的
//功能：获取进程的当前工作目录
/*参数1）buf：存放获取到的当前路径的缓存2）size：缓存的大小
*/
char *getcwd(char *buf, size_t size);

int main(){char buf[30]={0};char *p=getcwd(buf,100);printf("pwd=%s\n",buf);printf("p=%p,buf=%p\n",p,buf);return 0;
}
/*执行结果：
pwd=/home/guojiawei/Desktop/link
p=0x7ffe8d093ac0,buf=0x7ffe8d093ac0
getcwd的返回值是存放路径的地址
*/

chdir

change chdir

#include <unistd.h>
//功能：切换进程当前工作目录到path。
int chdir(const char *path);

int main()
{char buf[30] = {0};char *p = getcwd(buf, 100);printf("pwd=%s\n", buf);chdir("../");getcwd(buf, 100);printf("pwd_cur=%s\n", buf);return 0;
}
/*执行结果：
pwd=/home/guojiawei/Desktop/link
pwd_cur=/home/guojiawei/Desktop
*/

cd命令就是调用chdir的命令

mkdir

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
//功能：创建新目录。
/*参数：1）pathname：需创建目录的路径名2）mode：指定目录的原始权限，一般给0775
*/
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);

给目录指定原始权限时，一定要有x权限，否者无法进入这个目录

rmdir

rm命令删除目录时，调用的都是rmdir这个函数

  • rmdir命令：只能删除空目录，rmdir命令用的很少
  • rm：不管目录空不空，都能删除，rm用的最多
	                 rm|remove|     ||     |/       \/         \unlink 	     rmdir

#include <unistd.h>
//函数功能：删除路径名为pathname的这个目录
int rmdir(const char *pathname);

删除时，Linux系统会调用相关函数，将目录硬链数全部减位0，然后目录就被删除了

如果目录不为空，必须递归调用rmdir函数，实现递归删除

opendir和readdir

  • opendir：打开目录，以便调用readdir读取目录项
  • readdir：读取目录里面的目录项

目录项:
目录里面的数据，其实就是一条一条的目录项，每个目录项就是一个文件的基本信息

文件基本信息：文件名和inode节点号

不能使用open函数打开目录，只能使用opendir打开

#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
//功能：打开目录
//参数：name---需打开目录的路径名
/*返回值：调用成功：返回一个DIR *的指针，这个指针指向了被打开的目录，readdir通过这个指针就可以读取目录的目录项。调用失败：返回NULL，errno被设置。
*/
DIR *opendir(const char *name);

#include <dirent.h>
//功能：读取目录里的目录项-----每调用一次，就读取出一条目录项。
//参数dirp：opendir打开目录时，得到的指针。
//返回值：调用成功，返回指针指向struct dirent结构体的指针
/*
返回NULL的话有如下两种情况：1）读到目录的末尾时，返回NULL。2）函数调用失败时，也返回NULL，不过errno被设置。	
*/
struct dirent *readdir(DIR *dirp);

  • 结构体 struct dirent

    这个结构体就是用来存放一条目录项的:

    调用readdir读取到目录项后，会自动开辟一个struct dirent变量来存放目录项，然后将变量的指针返回;

    应用程序通过这个指针，就可以访问结构体中的目录项信息（文件基本信息）。

    struct dirent {ino_t          d_ino;       /* Inode number */off_t          d_off;       /* Not an offset; see below */unsigned short d_reclen;    /* Length of this record */unsigned char  d_type;      /* Type of file; not supportedby all filesystem types */char           d_name[256]; /* Null-terminated filename */};
//最重要的就是：inode编号和文件名

    怎么判断函数是否调用失败了呢?

    • 如果ernno==0，表示没有设置错误号，返回NULL是因为读到了文件的末尾。
    • 如果errno!=0，表示是因为函数调用出错而返回的NULL。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
//opendir头文件
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <errno.h>int main(){DIR *pot=opendir(".");if(pot==NULL){perror("opendir fails!");exit(-1);}while(1){//循环读struct dirent *dir_p=readdir(pot);if(dir_p==NULL && errno!=0){perror("readdir fails\n");}if(dir_p==NULL && errno==0) break;//读到末尾printf("inode=%lu,fname=%s\n",dir_p->d_ino,dir_p->d_name);}return 0;
}

chmod 和 fchmod

#include <sys/stat.h>
//功能：修改文件权限
//chmod：使用路径名操作
//fchmod：使用文件描述符操作
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
int fchmod(int fd, mode_t mode);

http://chatgpt.dhexx.cn/article/IOPKHj5S.shtml

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