一、mode 里塞了两层信息

一个 st_mode 是 16 位，高 4 位说【这是什么类型】，低 12 位说【权限】。 实测：普通文件 33206，八进制是 0o100666；目录 16895，八进制是 0o40777。 八进制一眼就看清了：0o100000 是类型位（普通文件），666 是权限位（读写人人有）。0o040000 是类型位（目录），777 是权限位。 所以判断类型和判断权限是两件互不干扰的事：stat.S_ISREG() 看高位，mode & 0o777 看低位。 这个设计很省：一个整数同时回答两个问题，而所有系统调用（open、chmod、mkdir）都用同一个数。

二、七种文件

ls -l 的第一列那个字母，就是类型。 - 普通文件（0o100000）：绝大多数文件。 d 目录（0o040000）：内容是一张名字对照表。 l 符号链接（0o120000）：内容是【另一个路径】。它自己不存数据，readlink 才读得到目标。 c 字符设备（0o020000）：按字节流走，不能跳。/dev/null、/dev/tty 都是。 b 块设备（0o060000）：按块访问，能随机跳。/dev/sda 这种。 p 命名管道（0o010000）：两个进程通过它传字节，先进先出，不落盘。 s 套接字（0o140000）：进程间通信用的端点，网络服务与本地服务都靠它。 记住一条：这七种东西都能 open，但后面能做的事不一样。能用同一套接口开始，就是它们被归成一类的原因。

三、目录为什么也是文件

因为目录真的符合文件的所有定义：有 inode、有块、有大小、有权限。它的内容是一串目录项，每项是【名字 + inode 号】。 所以对目录读，读出来的是目录项——但普通 read 会返回 EISDIR，要专门的 getdents 系统调用才行。 ls 就是封装了 getdents 的一个程序。它先拿到一串（inode 号，名字），再对每个 inode 号 stat 一次拿属性——这就是为什么 ls -l 比 ls 慢。7.14 会算这一笔在网络盘上有多贵。 目录能 seek（有 seekdir），因为它确实有【位置】的概念——位置就是【读到第几个目录项】。 这也解释了目录的一个限制：不能对目录做硬链接，因为那会让目录树可能成环，遍历永远走不完。

四、能 read 不能 seek 的那一类

设备和管道能 read，却不能 seek。因为它们背后没有【位置】这个概念。 键盘的下一个字节，不在磁盘的某个偏移上——它甚至还没发生。管道里的下一个字节，也取决于写的那头什么时候写。 所以对它们 lseek 会返回 ESPIPE。这个错误码的意思是【这不是一个可以跳的东西】。 这条区别在实际中很有用：任何【想先跳回去再读一遍】的代码，在管道上都会失败——所以 gzip、tar 这类要回退的程序，在管道里就得靠别的手段（临时文件或缓冲）。 而块设备能 seek，因为它确实有【第几块】这个概念——这也正是它能装文件系统的原因（7.11）。

五、动手 Demo：文件的种类——Linux 里一共有几种文件

这一节先看这台机器给出的 st_mode，再把它拆成【类型】与【权限】两半，最后把 Linux 的七种文件列全。

import os
import stat
import tempfile

d = tempfile.mkdtemp(prefix="ch29c7_")
p = os.path.join(d, "a.txt")
open(p, "wb").write(b"x")
sub = os.path.join(d, "sub")
os.makedirs(sub)

for label, path in (("普通文件", p), ("目录", sub)):
    st = os.stat(path)
    print(label, st.st_mode, oct(st.st_mode),
          stat.S_ISREG(st.st_mode), stat.S_ISDIR(st.st_mode))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
文件的种类——Linux 里一共有几种文件
--------------------------------------------------------------------
① 先看这台机器给出的 mode

  东西         st_mode     八进制       是普通文件吗     是目录吗
  ------------------------------------------------------------------
  普通文件     33206       0o100666     是               不是
  目录         16895       0o40777      不是             是

  **八进制看着就清楚了**：
  **0o100666 的高位 0o100000 是【类型】，低 9 位 666 是【权限】。**
  **判断类型看高位，判断权限看低位——两件事互不干扰。**

② Linux 的七种文件

  种类         mode 高位     ls 首字母     能 read 吗      能 seek 吗
  ----------------------------------------------------------------------
  普通文件     0o100000      -             能              能
  目录         0o040000      d             能 getdents     能 seekdir
  符号链接     0o120000      l             不能            不能
  字符设备     0o020000      c             能              不能
  块设备       0o060000      b             能              能
  命名管道     0o010000      p             能              不能
  套接字       0o140000      s             能              不能

  **这张表里最反直觉的是【目录也是文件】。**
  **它有自己的 inode、自己的块，内容是一张名字对照表。**
  **所以对一个目录调 read，读出来的是目录项**——
  **Linux 上要用 `getdents`，普通 read 会返回 EISDIR。**

  **而【设备和管道】能 read 不能 seek**——**它们背后没有【位置】这个概念**：
  **键盘的下一个字节，不在磁盘的某个偏移上。**

③ 【一切皆文件】的真实含义

  **不是【所有东西都是磁盘上的文件】。**
  **而是【所有东西都能用同一套 open／read／write／close 去用】。**
  **键盘、屏幕、磁盘、网络套接字、进程信息，接口长一个样。**
  **所以 shell 里的 `<` `>` `|` 才能对任意东西生效。**
  **这一层统一，就是 7.15 要讲的虚拟文件系统。**

0o100666 里，0o100000 是类型、666 是权限。0o40777 里，0o040000 是类型、777 是权限。 判断类型看高位，判断权限看低位——两件事互不干扰。 注意这台机器是 Windows，所以目录的权限位是 777，Linux 上通常是 755 或 700。类型位与权限位分开这一点，两个系统是一样的。 最容易反直觉的是【目录也是文件】：它有自己的 inode、自己的块，内容是一张名字对照表。所以对目录 read 读出来的是目录项——Linux 上要用 getdents，普通 read 返回 EISDIR。

📋 Linux 上验证：ls -l /dev/null /dev/sda /tmp，看第一列是不是 c、b、d。 📋 ls -l /proc/self/fd/0，看你当前终端的类型。

30 秒实验

1. ls -l /dev | head -20，数一数有几行首字母是 c 或 b。
2. stat -c "%A %F %n" /etc/passwd /tmp /dev/null，一次看全三个。
3. mkfifo /tmp/myfifo，然后 ls -l 看它是不是 p。

常见误区

1. 【符号链接就是快捷方式，内容指向目标】。它内容确实是那个路径字符串，但你自己 read 它是读不到的——要用 readlink。
2. 【目录不是文件】。目录有 inode、有块、有权限、能 seek，只是它的内容格式是【名字对照表】而不是随便的字节。
3. 【管道和套接字是【虚拟】的，不算文件】。它们确实在文件系统里有名字、有 inode，只是背后没有存储介质。

• ☐ 7.10 字符设备

相关笔记

• 数据与元数据 — inode 里存了什么
• 字符设备 — 第一种非普通文件
• 块设备 — 第二种非普通文件
• 🐧 Linux是怎样工作的 · 索引