sys_stat, sys_fstat 以及 sys_lstat

sys_stat （调用号为4）、sys_fstat （调用号为5）和 sys_lstat （调用号为6）是 Linux 系统中的三个基本文件状态查询系统调用，用于获取文件的元信息（如大小、权限、时间戳等）。

这三个系统调用虽然都用于获取文件元信息，但三者仍然存在明显的不同。sys_stat 和sys_lstat都是通过文件的路径对文件进行访问的，而sys_fstat 却是通过文件描述符fd 对某一文件进行访问。与sys_stat相比，sys_lstat 虽然也通过文件的路径对文件进行访问，但在处理符号链接的方式上有很大的区别。前者查询到符号链接时，会对其所指向的那个目标文件进行查询；而后者则会对符号链接这个文件本身进行查询，并不会重定向至符号链接所指向的那个文件。

无论是这三者中的哪一个，返回元信息的结构体struct stat 的定义都是一致的。struct stat 被定义为：

struct stat {
    dev_t     st_dev;     /* 文件所在设备号 */
    ino_t     st_ino;     /* 文件 i-node 号 */
    nlink_t   st_nlink;   /* 硬链接数 */
    mode_t    st_mode;    /* 文件类型与权限模式 */
    uid_t     st_uid;     /* 所有者用户 ID */
    gid_t     st_gid;     /* 所有者组 ID */
    dev_t     st_rdev;    /* 特殊文件的设备号（字符/块设备） */
    off_t     st_size;    /* 文件大小（字节数） */
    blksize_t st_blksize; /* 文件系统 I/O 块大小 */
    blkcnt_t  st_blocks;  /* 分配的块数 */

    /* 时间戳 */
    struct timespec st_atim;  /* 最后访问时间 */
    struct timespec st_mtim;  /* 最后修改时间 */
    struct timespec st_ctim;  /* i-node 状态改变时间 */
};

sys_stat
- 函数原型
  1
  int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
- 参数
  - pathname: 要查询的文件路径（字符串）
  - statbuf: 指向 struct stat 结构的指针，用于存储文件信息
- 返回值
  - 成功时返回 0
  - 失败时返回 errno（如 ENOENT, EACCES, ENOTDIR）
sys_fstat
- 函数原型
  1
  2
  int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
- 参数
  - fd: 已打开文件的文件描述符
  - statbuf: 指向 struct stat 结构的指针，用于存储文件信息
- 返回值
  - 成功时返回 0
  - 失败时返回 errno（如 EBADF, EFAULT）
sys_lstat
- 函数原型
  1
  2
  int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
- 参数
  - pathname: 要查询的文件路径（字符串）
  - statbuf: 指向 struct stat 结构的指针，用于存储文件信息
- 返回值
  - 成功时返回 0
  - 失败时返回 errno（如 ENOENT, EACCES, ENOTDIR）

用例

	.equ SYS_STAT, 4         # sys_stat 系统调用号
	.equ SYS_FSTAT, 5        # sys_fstat 系统调用号
	.equ SYS_LSTAT, 6        # sys_lstat 系统调用号

	.section .data
filename:
	.ascii "/tmp/test.txt"
statbuf:
	.space 144          # struct stat 通常为 144 字节（x86-64）

	.section .text
	.globl _start

_start:
	# 使用 sys_stat 查询文件状态
	mov $SYS_STAT, %rax
	lea filename(%rip), %rdi
	lea statbuf(%rip), %rsi
	syscall

	# 使用 sys_fstat 查询已打开文件描述符状态
	# 假设文件描述符保存在 %r8
	mov $SYS_FSTAT, %rax
	mov %r8, %rdi
	lea statbuf(%rip), %rsi
	syscall

	# 使用 sys_lstat 查询符号链接状态
	mov $SYS_LSTAT, %rax
	lea filename(%rip), %rdi
	lea statbuf(%rip), %rsi
	syscall

	# 退出
	mov $60, %rax
	xor %rdi, %rdi
	syscall

分析：

sys_stat 根据文件路径获取目标文件的状态信息，如果路径是符号链接，它返回链接指向文件的信息。
sys_fstat 直接通过文件描述符获取文件状态，不依赖文件路径。
sys_lstat 类似于 stat，但如果路径是符号链接，它返回链接本身的信息而不是目标文件。

在汇编中，这三个系统调用都通过 %rax 指定系统调用号，文件路径或文件描述符通过 %rdi，struct stat 结构指针通过 %rsi，调用 syscall 指令执行系统调用，返回值存放在 %rax：成功为 0，失败为 -errno。