动手编写ls命令：实现ls -l功能-优快云博客

本文介绍如何利用文件和目录的概念及系统调用接口，动手编写一个类似于Linux系统ls -l命令的程序。首先解释ls命令的基本功能，接着详细说明如何读取文件名、解析文件类型和许可权限，以及显示文件的其他属性，如所有者、组、大小、链接数和修改时间。通过源代码展示实现过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在上一篇博文《文件和目录》中，讲述了相关概念、原理与系统调用接口函数。这篇就要来利用这些函数动手写一个 ls 命令。

一. ls 命令

ls 命令（list）默认的动作就是找出当前目录中的所有文件的文件名，并按照首字母顺序排序后输出。如下图所示。
在这里插入图片描述
ls 还可以带很多的参数选项，例如ls -a 表示显示全部文件，包括隐藏文件（以 . 开头的文件）。ls -l 表示显示每个文件的详细信息。如下图。

由图可知，ls -l 列出了 7 组信息，分别是：
文件类型和许可权限，链接数，所有者，组，大小，修改时间，文件名。
我们的任务就是编写一个ls -l 的命令。

二. 编写 ls

1. 读文件名
要读目录中所有的文件名，就要用到《文件和目录》所提到的，与目录相关的函数（opendir, readdir， closedir）。

DIR * dir_ptr;
struct dirent * direntp;
dir_ptr = opendir(dirname);		//读目录，返回一个流（类似与文件描述符）
	if (dir_ptr == NULL){
		printf("open error!\n");
		return -1;
	}
	
	while ((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL)   //读目录项，就是目录里的文件。 
	{//readdir指针自动增加,挨个文件读
			printf("%s\n",direntp->d_name);				//显示文件名，回车
	}

上一小段代码就把目录中所有文件的文件名读出了。
有了文件名，就可以在目录的数据块中通过文件名找到文件的 i 节点。文件的相关属性就可以很容易的得到。
2. 显示文件类型与许可权限
文件的文件类型与许可权限都在stat结构体中的st_mode 中，这是一个16位的二进制。要把它转化为-rwxrwxrwx的形式。linux提供了一些宏定义，利用掩码技术用来把这些二进制转化格式。
封装为一个函数就是

//参数为st_mode，字符数组
void mode_to_letters(int mode, char str[])
{
	strcpy(str, "----------");
	
	if (S_ISDIR(mode))	str[0] = 'd';
	if (S_ISCHR(mode))	str[0] = 'c';
	if (S_ISBLK(mode))	str[0] = 'b';
	if (S_ISLNK(mode))	str[0] = 'l';
	
	if (mode & S_IRUSR)	str[1] = 'r';
	if (mode & S_IWUSR)	str[2] = 'w';
	if (mode & S_IXUSR)	str[3] = 'x';
	
	if (mode & S_IRGRP)	str[4] = 'r';
	if (mode & S_IWGRP)	str[5] = 'w';
	if (mode & S_IXGRP)	str[6] = 'x';
	
	if (mode & S_IROTH)	str[7] = 'r';
	if (mode & S_IWOTH)	str[8] = 'w';
	if (mode & S_IXOTH)	str[9] = 'x';
}

3. 显示stat里相关的文件属性
显示的uid和gid也是数字，利用系统提供的函数转化为字符。

char * uid_to_name(uid_t uid)
{
 	struct passwd * getpwuid(), *pw_ptr;
	static char numstr[10];
	
	if ((pw_ptr = getpwuid(uid)) == NULL){
		sprintf(numstr, "%d", uid);
		return numstr;
	}
	else 
		return pw_ptr->pw_name;
}

char * gid_to_name(gid_t gid)
{
	struct group * getgrgid(), *grp_ptr;
	static char numstr[10];
	
	if ((grp_ptr = getgrgid(gid)) == NULL){
		sprintf(numstr, "%d", gid);
		return numstr;
	}
	else 
		return grp_ptr->gr_name;
}

最后显示链接数和修改时间。

void show_stat_info(char * fname, struct stat * buf)
{
	struct tm *tt; 
	
	printf("%4d  ", (int)buf->st_nlink);			//显示链接数
	printf("%-8s", uid_to_name(buf->st_uid));	//显示所有者
	printf("%-8s", gid_to_name(buf->st_gid));	//显示组
	printf("%8ld    ", (long)buf->st_size);			//显示size	
	
	tt = localtime(&buf->st_mtime);					//显示修改时间
	printf("%d-%d-%d ", (tt->tm_year+1900), (tt->tm_mon+1), tt->tm_mday);  
	printf("%s %d:%d:%d      ", wday[tt->tm_wday], tt->tm_hour, tt->tm_min, tt->tm_sec);
}

源代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>


char *wday[] = {"Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};

int do_ls(char dirname[]);
void show_stat_info(char * fname, struct stat * buf);
void mode_to_letters(int mode, char str[]);
char * uid_to_name(uid_t uid);
char * gid_to_name(gid_t gid);


int main(int argc, char *argv[])
{
	if (argc != 2){
		printf(" usage: directory or .\n");
		return -1;
	}
	do_ls(argv[1]);

	return 0;	
}

int do_ls(char dirname[])//参数为目录名
{
	DIR * dir_ptr;
	struct dirent * direntp;
	struct stat infobuf;
	char str[10] = {};
	
	dir_ptr = opendir(dirname);
	if (dir_ptr == NULL){
		printf("open error!\n");
		return -1;
	}
	
	while ((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL)
	{//readdir指针自动增加,挨个文件读
		
		if (stat((char *)&direntp->d_name, &infobuf) < 0){//读stat信息
			perror("./ error\n");
			break;
		}
		else{
			mode_to_letters((int)infobuf.st_mode, (char *)str);		//先显示文件类型和许可权限
			printf("%s ",str);			
			show_stat_info((char *)&direntp->d_name, &infobuf);
			printf("%s\n",direntp->d_name);				//显示文件名，回车
			
			
		}
	}
	return 0;
}


void show_stat_info(char * fname, struct stat * buf)
{
	struct tm *tt; 
	
	printf("%4d  ", (int)buf->st_nlink);			//显示链接数
	printf("%-8s", uid_to_name(buf->st_uid));	//显示所有者
	printf("%-8s", gid_to_name(buf->st_gid));	//显示组
	printf("%8ld    ", (long)buf->st_size);			//显示size	
	
	tt = localtime(&buf->st_mtime);					//显示修改时间
	printf("%d-%d-%d ", (tt->tm_year+1900), (tt->tm_mon+1), tt->tm_mday);  
	printf("%s %d:%d:%d      ", wday[tt->tm_wday], tt->tm_hour, tt->tm_min, tt->tm_sec);
}

void mode_to_letters(int mode, char str[])
{
	strcpy(str, "----------");
	
	if (S_ISDIR(mode))	str[0] = 'd';
	if (S_ISCHR(mode))	str[0] = 'c';
	if (S_ISBLK(mode))	str[0] = 'b';
	if (S_ISLNK(mode))	str[0] = 'l';
	
	if (mode & S_IRUSR)	str[1] = 'r';
	if (mode & S_IWUSR)	str[2] = 'w';
	if (mode & S_IXUSR)	str[3] = 'x';
	
	if (mode & S_IRGRP)	str[4] = 'r';
	if (mode & S_IWGRP)	str[5] = 'w';
	if (mode & S_IXGRP)	str[6] = 'x';
	
	if (mode & S_IROTH)	str[7] = 'r';
	if (mode & S_IWOTH)	str[8] = 'w';
	if (mode & S_IXOTH)	str[9] = 'x';
}

char * uid_to_name(uid_t uid)
{
 	struct passwd * getpwuid(), *pw_ptr;
	static char numstr[10];
	
	if ((pw_ptr = getpwuid(uid)) == NULL){
		sprintf(numstr, "%d", uid);
		return numstr;
	}
	else 
		return pw_ptr->pw_name;
}

char * gid_to_name(gid_t gid)
{
	struct group * getgrgid(), *grp_ptr;
	static char numstr[10];
	
	if ((grp_ptr = getgrgid(gid)) == NULL){
		sprintf(numstr, "%d", gid);
		return numstr;
	}
	else 
		return grp_ptr->gr_name;
}