摘要：本文从分析ls命令基本功能入手，层层深入。分析了ls命令所使用的系统调用，并着重分析了内核态
下的系统调用服务例程，以阐明ls命令的最基本的功能是如何实现的。
一、ls命令的功能分析：
*
使用man ls命令查看ls命令手册（功能描述和主要选项摘录如下）：
List information about the FILEs (the current directory by default).
Sort entries alphabetically if none of -cftuvSUX nor --sort.
列出文件（默认当前目录）信息，如果没有-cftuvSUX和--sort选项，就按照字母顺序排序。
*
-a, --all do not ignore entries starting with .
不忽略以.开始的隐藏文件
-A, --almost-all do not list implied . and ..
不列出 .（当前目录）和..（上级目录）
-B, --ignore-backups do not list implied entries ending with ~
忽略以～结尾的备份文件
-c with -lt: sort by, and show, ctime (time of last modification of file status information)
with -l: show ctime and sort by name
otherwise: sort by ctime
和-lt一起使用，则显示ctime（最后修改文件信息的时间），并按ctime排序显示；和-l一起使用，则显示
ctime，但只按文件名的字母顺序排序；其他，按ctime排序显示。
/*该选项和-t选项在单独使用的时候是等价的，但在和-l选项配合使用的时候，-c的功能会被屏蔽，而-t选项不会*/
-d, --directory list directory entries instead of contents, and do not derefer�
ence symbolic links
不是列出该目录的文件信息，而是列出该目录项。不追踪符号链接的实际位置。
-F, --classify append indicator (one of */=>@|) to entries
在每个entry后面加上标识文件内容的符号:
* : 标识可执行文件 / : 标识目录 = : 套接字文件
@ : 符号链接文件 | : 管道文件
-l use a long listing format
以长格式显示。
二、ls所用到的系统调用：
使用strace ls命令我们可以查看ls命令使用到的系统调用，其中最重要的几个为：
open(".", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_LARGEFILE|O_DIRECTORY|O_CLOEXEC) = 3
getdents64(3, /* 68 entries */, 32768) = 2240
getdents64(3, /* 0 entries */, 32768) = 0
close(3) = 0
1、open系统调用：
打开当前目录文件，返回获得的文件描述符。
O_RDONLY：只读 O_NONBLOCK：以非阻塞的方式打开文件 O_LARGEFILE：允许打开大文件
O_DIRECTORY：如果路径不是目录，则打开错误 O_CLOEXEC：在创建新的进程后关闭文件描述符
2、close系统调用：
关闭文件描述符。
3、getdents64：
读取当前目录下的文件。
三、getdents64的系统调用服务例程：
由于getdents64实现了ls核心功能，下面着重分析getdents64系统调用在内核态下的实现。getdents64在fs/readdir.c中定义如下：
275(, unsigned int, ,
276 struct *, , unsigned int, )
277{
278 struct * ;
279 struct * ;
280 struct ;
281 int ;
282
283 = -;
284 if (!(, , ))
285 goto ;
286
287 = -;
288 = ();
289 if (!)
290 goto ;
291
292 .current_dir = ;
293 . = ;
294 . = ;
295 . = 0;
296
297 = (, , &);
298 if ( >= 0)
299 = .;
300 = .;
301 if () {
302 (->) = ->;
303 if ((, &->))
304 = -;
305 else
306 = - .;
307 }
308 ();
309:
310 return ;
311}
getdents64首先调用fget函数得到目录文件的file结构体，再调用虚拟文件系统提供的函数，读取目录项，该函数的定义也在fs/readdir64中：
int (struct *, , void *)
24{
25 struct * = ->.->;
26 int = -;
27 if (!-> || !->->)
28 goto ;
29
30 = security_file_permission(, );
31 if ()
32 goto ;
33
34 = (&->);
35 if ()
36 goto ;
37
38 = -;
39 if (!()) {
40 = ->->(, , );
41 ();
42 }
43 (&->);
44:
45 return ;
46}
该函数首先通过file结构体得到inode，然后从inode中获得并执行file_operations结构体
中的读取目录函数（底层文件系统提供）->->(, , )。
综上所述，实际上对文件进行操作的是底层文件系统提供的函数，它通过file_operations结
构体可被上层的虚拟文件系统调用，而用户程序又可通过系统调用进入内核态，调用虚拟文件系统提供
的接口函数。
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