[转]用 C 语言实现命令 cp、df、mkdir、rm、tac

最新推荐文章于 2025-07-08 10:31:35 发布

bestscw

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分类专栏： C语言文章标签： C C++ C# D语言 FP

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/bestscw/article/details/83854071

本文介绍了如何使用 C 语言实现 Linux 中常见的 cp、df、mkdir、rm、tac 命令。通过解析这些命令的实现原理，详细讲解了涉及的系统调用，如 open、read、write、unlink、mkdir 等，并给出了相应的代码示例。此外，还展示了如何通过 strace 跟踪系统调用来理解命令的执行过程。

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本文章中的示例代码是在 CentOS 5.4 64 位环境下运行通过的，在其它 unix 系统上没有测试过。
Linux 操作系统中的命令实际上是编译好的可执行程序，比如说 ls 这个命令，这个文件位于 /bin 目录下面，当我们用 file /bin/ls 命令查看的时候会有以下输出：
[code="shell"]
# file /bin/ls
/bin/ls: ELF 64-bit LSB executable,
AMD x86-64, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.9,
dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.9, stripped
[/code]
这个命令通过调用 stat 系统调用和 /usr/share/file/magic.mgc 文件来决定文件的类型。如上的 /bin/ls 是一个 ELF 格式的动态链接的 64 位的可执行文件。
系统调用是用户程序和操作系统内核之间的接口，我们可以使用操作系统提供的系统调用来请求分配资源和服务。我们可以通过 man 2 章节来查找 Linux 提供的系统调用的具体使用方法。有关文件操作的常见系统调用命令有：open、creat、close、read、write、lseek、opendir、readdir、mkdir、stat 等等。
cp 命令的实现
cp 命令的模拟实现
大家也都知道 cp 这个命令主要的作用就是把一个文件从一个位置复制到另一个位置。比如现在 /root 目录下有一个 test.txt 文件，如果我们用 cp test.txt test2.txt 命令的话，在同一个目录下面就会生成一个同样内容的 test2.txt 文件了。
那么 cp 命令是怎么实现的呢，我们看如下代码：

清单 1. cp 命令实现代码

				
 #include    <stdio.h> 
 #include    <unistd.h> 
 #include    <fcntl.h> 
 #include    <stdlib.h> 

 #define BUFFERSIZE    4096 
 #define COPYMODE     0644 

 void oops(char *, char *); 

 main(int argc, char * argv[]) 
 { 
    int   in_fd, out_fd, n_chars; 
    char  buf[BUFFERSIZE]; 

    if ( argc != 3 ){ 
        fprintf( stderr, "usage: %s source destination\n", *argv); 
        exit(1); 
    } 

    if ( (in_fd=open(argv[1], O_RDONLY)) == -1 ){ 
        oops("Cannot open ", argv[1]); 
    } 
    if ( (out_fd=creat( argv[2], COPYMODE)) == -1 ){ 
        oops( "Cannot creat", argv[2]); 
    } 

    while ( (n_chars = read(in_fd , buf, BUFFERSIZE)) > 0 ){ 
        if ( write( out_fd, buf, n_chars ) != n_chars ){ 
           oops("Write error to ", argv[2]); 
        } 
    } 
    if ( n_chars == -1 ){ 
        oops("Read error from ", argv[1]); 
    } 

    if ( close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1 ) 
        oops("Error closing files",""); 
 } 

 void oops(char *s1, char *s2) 
 { 
    fprintf(stderr,"Error: %s ", s1); 
    perror(s2); 
    exit(1); 
 }

该程序的主要实现思想是：打开一个输入文件，创建一个输出文件，建立一个 BUFFERSIZE 大小的缓冲区；然后在判断输入文件未完的循环中，每次读入多少就向输出文件中写入多少，直到输入文件结束。
cp 命令实现的说明
让我来详细的讲述一下这个程序：
开头四行包含了 4 个头文件，<stdio.h> 文件包含了 fprintf、perror 的函数原型定义；<unistd.h> 文件包含了 read、write 的函数原型定义；<fcntl.h> 文件包含了 open、creat 的函数原型定义、<stdlib.h> 文件包含了 exit 的函数原型定义。这些函数原型有些是系统调用、有些是库函数，通常都可以在 /usr/include 目录中找到这些头文件。
接下来的 2 行以宏定义的方式定义了 2 个常量。BUFFERSIZE 用来表示缓冲区的大小、COPYMODE 用来定义创建文件的权限。
接下来的一行定义了一个函数原型 oops，该函数的具体定义在最后出现，用来输出出错信息到 stderr，也就是标准错误输出的文件流。
接下来主程序开始。首先定义了 2 个文件描述符、