Unix环境高级编程学习笔记（三） 文件与目录
文件系统（file system）
Linux文件系统中的文件是数据的集合，文件系统不仅包含着文件中的数据而且还有文件系统的结构，所有Linux 用户和程序看到的文件、目录、软连接及文件保护信息等都存储在其中。
从图中可以看出，一个硬盘可以划分为很多个分区，而每个分区则可以有一个文件系统。每个文件系统由逻辑块的序列组成，一个逻辑盘空间一般划分为几个用途各不相同的部分，即引导块、超级块、inode区以及数据区等。
引导块：在文件系统的开头，通常为一个扇区，其中存放引导程序，用于读入并启动操作系统；超级块：用于记录文件系统的管理信息。特定的文件系统定义了特定的超级块；inode区（索引节点）：一个文件或目录占据一个索引节点。第一个索引节点是该文件系统的根节点。利用根节点，可以把一个文件系统挂在另一个文件系统的非叶节点上；数据区：用于存放文件数据或者管理数据。
大家可以看见，图中描述的内容还多了一级划分，那就是组（cylinder group）。一个组包含：超级块拷贝，组描述符表，块位图，inode位图，inode表，以及数据块。关于组（Cylinder group）的i-nodes和datablocks的更细节的地方展示如下：
从图中可以看见，在目录数据块里面每一个目录项存储的是文件名和i节点号，注意有两个不同目录的目录项的i节点号块都“指向”了同一个i节点，这说明，该文件同时被两个目录所包含，这就是
硬链接的概念。每一个i节点里面有一个计数器用于记录指向它的硬链接的个数，只有当该计数器减至0时，该文件才会被真正删除。
然后说明下
符号链接（symbolic link）的概念，上面说了，硬链接是由i节点直接指向对应的文件的数据块，而符号链接，它有自己的数据块，只不过，该数据库里面只存储有真正所指向文件的路径。在i节点里有标识可以说明这是一个符号链接。
Stat结构体
stat结构体是用于存储文件信息的载体，在不同的实现上它的细节可能会有所区别，其成员大致如下：
struct stat {
mode_t st_mode; /* file type & mode (permissions) */
ino_t st_ino; /* i-node number (serial number) */
dev_t st_dev; /* device number (file system) */
dev_t st_rdev; /* device number for special files */
nlink_t st_nlink; /* number of links */
uid_t st_uid; /* user ID of owner */
gid_t st_gid; /* group ID of owner */
off_t st_size; /* size in bytes, for regular files */
time_t st_atime; /* time of last access */
time_t st_mtime; /* time of last modification */
time_t st_ctime; /* time of last file status change */
blksize_t st_blksize; /* best I/O block size */
blkcnt_t st_blocks; /* number of disk blocks allocated */
};
对于各个成员的作用，在注释中已经有了说明。
比较迷惑的是第三个成员st_dev，结合前面关于文件系统的说明，我们可以了解到，一个一个硬盘可以划分为很多个分区，而每个分区则可以有一个文件系统。实际上st_dev就是关于文件系统类型的说明，这个成员更细节的包含两个部分：主设备号和次设备号。主设备号用来标识实际的物理设备（即硬盘），次设备号则用来标识子设备（即文件系统分区）。而其后的成员st_rdev也是设备号的说明。不同的是，它只有在文件为特殊文件（设备文件）时才有效，用来标识该设备的主设备号和次设备号。
获取stat结构体的函数有三：
int stat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf); int fstat(int filedes, struct stat *buf); int lstat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf);
第三个函数和第一个函数的区别在于对符号链接的处理上，如果指定文件名是一个符号链接，第一个函数返回链接指向的文件的信息结构体，而第三个函数则返回该链接本身的信息结构体。
然后是重点关于第一个数据成员st_mode的说明，它反映了文件的类型以及访问权限等重要信息。
关于文件类型信息可以由以下宏来获得：
关于其访问权限信息则由以下常量来判断：
Set-User-ID 位与 Set-Group-ID 位
考虑这样一种情况，我们知道linux对于各个用户的访问权限都是有着严格的限制的。但是，即使是普通用户，他们也都可以修改自己的密码，我们知道，修改密码是需要访问到/etc/passwd文件以及 /etc/shadow文件的，而普通用户是没有权限修改这些文件的，那么这是怎么办到的呢？
要回答这个问题，首先得聊解每个进程都有6个或更多的与之相关联的ID，如下所示：
| real user ID real group ID |
who we really are |
| effective user ID effective group ID supplementary group IDs |
used for file access permission checks |
| saved set-user-ID saved set-group-ID |
saved by exec functions |