ls命令的实现

最新推荐文章于 2023-03-18 22:20:20 发布

转载最新推荐文章于 2023-03-18 22:20:20 发布 · 6.7k 阅读

文章标签：

#struct #file #path #null #ubuntu #types

c 同时被 2 个专栏收录

104 篇文章

订阅专栏

linux

85 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍了一个自制ls命令的实现过程，包括如何利用C语言及系统调用来列出指定目录下的文件和子目录，并显示每个文件的详细信息如权限、所有者等。

转自：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=25909722&do=blog&id=2856481

http://blog.chinaunix.net/uid-25909722-id-2876133.html

ls - list directory contents (man ls)

ls的功能是列出目录中的内容。那目录中都有写什么内容呢？我们知道磁盘上的文件系统由文件和目录组成，文件的内容可以是任意的数据，而目录的内容只能是文件名的列表和子目录名的列表。

也就是说：目录中的内容是该目录下的文件和子目录它们的名字的列表。

我们先来看一看关于目录的结构体：(/usr/include/bits/dirent.h)

 
   struct dirent {
 
        ino_t          d_ino;         /* inode number */
 
        off_t          d_off;         /* offset to the next dirent */
 
        unsigned short d_reclen;      /* length of this record */
 
        unsigned char  d_type;        /* type of file; not supportedby all file system types */
 
        char           d_name[256];   /* filename */
 
 };

d_ino是目录中的文件的i-node节点号，通过d_ino可以找到该文件的i-node节点，而i-node节点中保存了文件的属性等信息。通过i-node节点就可以访问到文件的内容。

关于目录访问的一些函数：(/usr/include/dirent.h)

 
   #include <sys/types.h>
 
 #include <dirent.h>
 
 DIR *opendir(const char *name);
 
 DIR *fdopendir(int fd);
 
 struct dirent *readdir(DIR *dirp);
 
 int readdir_r(DIR *dirp, struct dirent *entry, struct dirent **result);
 
 int closedir(DIR *dirp);
 
 void rewinddir(DIR *dirp);

关于目录中文件的属性等信息使用 struct stat 结构体来描述的，其结构的定义如下：（/usr/include/bits/stat.h）

 
   struct stat
 
 {
 
     __dev_t st_dev;                 /* Device. */
 
     unsigned short int __pad1;      /* 用于填充对齐 */
 
     __ino_t   st_ino;               /* 32bit file serial number. */
     __mode_t  st_mode;              /* File mode. */
 
     __nlink_t st_nlink;             /* Link count. */
 
     __uid_t   st_uid;               /* User ID of the file's owner. */
 
     __gid_t   st_gid;               /* Group ID of the file's group.*/
     __dev_t   st_rdev;              /* Device number, if device. */
 
     unsigned short int __pad2;      /* 用于填充对齐 */
 
     __off_t     st_size;            /* Size of file, in bytes. */
     __blksize_t st_blksize;         /* Optimal block size for I/O. */
     __blkcnt_t  st_blocks;          /* Number 512-byte blocks allocated. */
 
     struct timespec st_atim;        /* Time of last access. */
 
     struct timespec st_mtim;        /* Time of last modification. */
 
     struct timespec st_ctim;        /* Time of last status change. */
 
 # define st_atime st_atim.tv_sec    /* Backward compatibility. */
 
 # define st_mtime st_mtim.tv_sec
 
 # define st_ctime st_ctim.tv_sec
 
     __ino64_t st_ino;               /* File serial number. */
 
 };

该结构体提供了关于文件(或者设备)的如下重要信息：

st_mode 文件类型和许可权限

st_nlink 文件链接数

st_uid 文件属主id

st_gid 文件属主所在组的id

st_size 文件的字节数

st_blocks 文件所占的块数

“ ACM”三个时间：

st_atime 文件最后访问时间 ( access time)

st_mtime 文件最后修改时间 ( modification time)

st_ctime 文件属性/状态最后改变的时间 ( change status time)

另外在/usr/include/sys/stat.h中提供了下列关于文件信息的宏定义：

 
   typedef __dev_t     dev_t;
 
 typedef __gid_t     gid_t;
 
 typedef __ino_t     ino_t;
 
 typedef __mode_t    mode_t;
 
 typedef __nlink_t   nlink_t;
 
 typedef __off_t     off_t;
 
 typedef __uid_t     uid_t;
 
 typedef __blkcnt_t  blkcnt_t;
 
 typedef __blksize_t blksize_t;
 
 /* Test macros for file types. */
 
 #define __S_ISTYPE(mode, mask) (((mode) & __S_IFMT) == (mask))
 
 #define S_ISDIR(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFDIR)   // directory 目录文件类型
 #define S_ISCHR(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFCHR)   // char 字文件类型
 #define S_ISBLK(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFBLK)   // block 块文件类型
 #define S_ISREG(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFREG)   // regular 普通文件类型
 #define S_ISFIFO(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFIFO)  // FIFO 管道文件类型
 #define S_ISLNK(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFLNK)   // link 链接文件类型
 #define S_ISSOCK(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFSOCK) // sock 网络套接字文件类型
 
 /* Protection bits. */
 
 #define S_ISUID __S_ISUID     /* Set user ID on execution. */
 
 #define S_ISGID __S_ISGID     /* Set group ID on execution. */
 
 #define S_IRUSR __S_IREAD     /* Read by owner. */
 
 #define S_IWUSR __S_IWRITE    /* Write by owner. */
 
 #define S_IXUSR __S_IEXEC     /* Execute by owner. */
 
 /* Read, write, and execute by owner. */
 
 #define S_IRWXU (__S_IREAD|__S_IWRITE|__S_IEXEC)
 
 #define S_IRGRP (S_IRUSR >> 3) /* Read by group. */
 
 #define S_IWGRP (S_IWUSR >> 3) /* Write by group. */
 
 #define S_IXGRP (S_IXUSR >> 3) /* Execute by group. */
 
 /* Read, write, and execute by group. */
 
 #define S_IRWXG (S_IRWXU >> 3)
 
 #define S_IROTH (S_IRGRP >> 3) /* Read by others. */
 
 #define S_IWOTH (S_IWGRP >> 3) /* Write by others. */
 
 #define S_IXOTH (S_IXGRP >> 3) /* Execute by others. */
 
 /* Read, write, and execute by others. */
 
 #define S_IRWXO (S_IRWXG >> 3)
 
 # define S_BLKSIZE 512         /* Block size for `st_blocks'. */

在上一篇博文http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=25909722&do=blog&id=2856481中，我们学习了实现ls命令要涉及到的相关的结构体和函数。有了前面的基础，本文我们实实在在的实现ls命令：

 
   #include <stdio.h>
 
 #include <sys/types.h>
 
 #include <dirent.h>
 
 #include <sys/stat.h>
 
 #include <string.h>
 
 #include <time.h>
 
 #include <pwd.h>
 
 #include <grp.h>
 
 void do_ls(char[]);
 
 void do_stat(char*);
 
 void show_file_info(char*, struct stat*);
 
 void mode_str(int, char[]);
 
 char *uid_str(uid_t);
 
 char *gid_str(gid_t);
 
 int main(int argc, char *argv[])
 
 {
 
         if(argc == 1)
 
                 do_ls(".");
 
         else
 
                 while(--argc){
 
                         printf("%s:\n", *++argv);
 
                         do_ls(*argv);
 
                 } 
 
         return 0;
 
 }
 
 void do_ls(char dirname[])
 
 {
 
         DIR *dir_ptr;           /* the directory */
 
         struct dirent *direntp; /* each entry */
 
         char full_path[256];
 
         if((dir_ptr = opendir(dirname)) == NULL){
 
                 fprintf(stderr, "ls2: cannot open %s\n", dirname);
         }else{
 
                 while((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL){
 
                         strcpy(full_path, dirname);
 
                         int dir_len = strlen(dirname);
 
                         if(dirname[dir_len - 1] != '/'){  /* 处理目录字符串最后没有‘/’的情况 */
                                 full_path[dir_len] = '/';
 
                                 strcpy(full_path + dir_len + 1, direntp->d_name);
 
                         }else
 
                                 strcpy(full_path + dir_len, direntp->d_name);
 
                         do_stat(full_path);
 
                 } 
 
                 closedir(dir_ptr);
 
         } 
 
 } 
 void do_stat(char *filename) /* 获得目录中文件的相关信息 */
 {
 
         struct stat info;
 
         /* 如果filename最后没有‘/’的话，stat调用失败 */
         if(stat(filename, &info) == -1){ /* cannot stat */
 
                 perror("stat"); /* say why */
 
                 printf("filename:%s\n", filename);
 
         }else{
 
                 char *pname = strrchr(filename, '/');
 
                 show_file_info(pname + 1, &info);
 
         }
 
 }
 
 void show_file_info(char *filename, struct stat *info_p) /* 打印文件的相关信息 */
 {
 
         char modestr[11];
 
         mode_str(info_p->st_mode, modestr);
 
         printf("%s", modestr);
 
         printf("%3d ", (int)info_p->st_nlink);
 
         printf("%-8s", uid_str(info_p->st_uid));
 
         printf("%-8s", gid_str(info_p->st_gid));
 
         printf("%4ld ", (long)info_p->st_size);
 
         printf("%.12s ", 4 + ctime(&info_p->st_mtime));
 
         printf("%s\n", filename);
 
 }
 
 void mode_str(int mode, char str[]) /* 将文件的相关信息转化成 “crw-rw---"的形式 */
 {
 
         strcpy(str, "----------"); /* default = no perms */
 
         if(S_ISDIR(mode)) str[0] = 'd'; /* directory */
 
         if(S_ISCHR(mode)) str[0] = 'c'; /* char device */
 
         if(S_ISBLK(mode)) str[0] = 'b'; /* block device */
 
         if(S_ISLNK(mode)) str[0] = 'l';
 
         if(mode & S_IRUSR) str[1] = 'r'; /* 3 bits for user */
 
         if(mode & S_IWUSR) str[2] = 'w';
 
         if(mode & S_IXUSR) str[3] = 'x';
 
         if(mode & S_IRGRP) str[4] = 'r'; /* 3 bits for group */
 
         if(mode & S_IWGRP) str[5] = 'w';
 
         if(mode & S_IXGRP) str[6] = 'x';
 
         if(mode & S_IROTH) str[7] = 'r'; /* 3 bits for other */
 
         if(mode & S_IWOTH) str[8] = 'w';
 
         if(mode & S_IXOTH) str[9] = 'x';
 
 }
 
 char *uid_str(uid_t uid) /* 将uid转化成username */
 {
 
         static char numstr[10];
 
         struct passwd *pw_ptr;
 
         if((pw_ptr = getpwuid(uid)) == NULL){
 
                 sprintf(numstr, "%d", uid);
 
                 return numstr;
 
         }else
 
                 return pw_ptr->pw_name;
 
 }
 
 char *gid_str(gid_t gid) /* 将gid转化成groupname */
 {
 
         static char numstr[10];
 
         struct group *grp_ptr;
 
         if((grp_ptr = getgrgid(gid)) == NULL){
 
                 sprintf(numstr, "% d", gid);
 
                 return numstr;
 
         }else
 
                 return grp_ptr->gr_name;
 
 }