Unix文件系统（一）

此文着重介绍系统是如何表示目录的以及pwd命令的编写。

我们都知道Unix将磁盘分为三部分：超级块（superblock），节点表（inode table）以及数据区。超级块中记录文件系统本身的结构信息。节点表中记录文件的属性，文件系统中每个文件在表中都至少有一个i-节点，表中每个节点的大小相同。数据区就是文件数据真实的存储位置。

简要介绍磁盘知识后，我们来谈谈目录。在Unix中，目录是包含了文件名字列表的特殊文件，其抽象模型是一个包含i-节点号和文件名的表。所以一个目录的内容有两个部分：一个i-节点表和文件名表，其相互对应。对于文件来说，目录是找到该文件的一个索引（链接），本质上就是负责记录文件i-节点表与文件名的对应关系（一个文件可能对应好多个i-节点）。对于open、cat、cp等命令，都是通过在目录中寻找目的文件名，然后根据对应关系获取i-节点号以获取文件属性，最终获取文件内容来实现的。

假设目录demodir中有一个文件y，y文件对应的i-节点号是491。从系统角度来看，目录中有一个包含文件名y和i-节点号为491的入口，也可以说目录demodir中有一个指向i-节点号为491的链接，这个链接所附加的文件名为y。

说来说去这么绕，书上有一句结论概括地很好：目录包含的是文件的引用，每个引用被成为链接。文件的内容存储在数据块，文件的属性被记录在一个被称为i-节点的结构中，i-节点的编号和文件名存储在目录中。就像我前面说的，目录本质上是记录对应关系。

了解了pwd的内核属性后，我们来实现一下pwd。
此程序中使用递归语句实现，从当前目录不断循环深入直到”.”与”..”的i-节点号相同，即代表到达根目录，再由内向外打印出文件夹名。
逻辑不难理解，有一点需要注意，通过stat结构体我们可以获得”.”与”..”目录的i-节点号，我们需要通过节点号获取文件夹名。有点类似于一个trick，通过获得父目录的DIR结构体，取出父目录中包含当前目录在内的文件及文件夹的dirent结构体，通过比对结构体中d_ino字段与当前目录的inode，找到此inode所对应的的d_name即可。因此，程序中chdir必须在num_to_name之前。

/*pwd.c          -print the directory where you in*/

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "dirent.h"
#include "sys/stat.h"
#include "unistd.h"
#include "stdlib.h"

#define SIZE 100

ino_t get_inode(char *path);
void print_path(ino_t cur_inode);
void num_to_name(ino_t inode, char *name);

int main(int argc, char const *argv[])
{
     ino_t cur_inode;

     cur_inode = get_inode(".");
     print_path(cur_inode);
     printf("\n");
     return 0;
}
ino_t get_inode(char *path){
     struct stat info;

     if(stat(path, &info) == -1){
          perror("Get Inode");
          exit(1);
     }
     return info.st_ino;
}

void print_path(ino_t cur_inode){
     char dname[SIZE];
     ino_t next_inode;

     if(cur_inode != get_inode("..")){
          chdir("..");
          num_to_name(cur_inode, dname);               //必须放在chdir之后，要从父目录中找到innode和文件夹名的对应关系
          next_inode = get_inode(".");
          print_path(next_inode);
          printf("/%s", dname);
     }
}

void num_to_name(ino_t inode, char *name){
     DIR *dir_ptr;
     struct dirent *direntp;

     dir_ptr = opendir(".");
     if(dir_ptr == NULL){
          perror("opendir");
          exit(1);
     }
     while((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL){
          if(direntp->d_ino == inode)
          {
               strcpy(name, direntp->d_name);
               closedir(dir_ptr);
               return;
          }
     }
     perror("Can not fine with the innode");
     exit(1);
}