ls命令的实现(1)--相关的结构体和函数

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'.  */