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0x01 ls命令是什么？
我使用的系统环境是Ubuntu 18.04，通过ls命令我们可以知道当前目录下有哪些文件：
ls命令还有常用的参数：
-l：列出文件的详细信息-a：列出包含.开头的文件-s：文件大小以块为单位打印-t：按时间排序输出-F：显示文件类型-r：逆序输出-R：递归输出-q：不排序输出
0x02 使用函数介绍
因为有读写文件操作，我们这里的操作主要有
0x0201 目录打开
所需要的头文件
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
函数的格式
DIR *opendir(const char *name);
name指向我们需要打开的目录，返回的是一个DIR结构体指针（可以理解为“目录描述符”）。
0x0202 目录的读操作
所需要的头文件
#include <dirent.h>
函数的格式
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
dirp指向我们的目录描述符，返回的是一个dirent结构体。
struct dirent {
ino_t d_ino; /* Inode number */
off_t d_off; /* Not an offset; see below */
unsigned short d_reclen; /* Length of this record */
unsigned char d_type; /* Type of file; not supported
by all filesystem types */
char d_name[256]; /* Null-terminated filename */
};
我们可以通过d_name获取目录中的文件信息。
0x0203 目录的关闭操作
所需的头文件
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
函数原型
int closedir(DIR *dirp);
dirp指向我们的目录描述符，关闭的过程中出现错误返回-1。
0x0204 获取文件信息
所需的头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
函数原型
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
pathname指向我们需要获取的文件，stat是一个结构体包含文件信息。
struct stat {
dev_t st_dev; /* ID of device containing file */
ino_t st_ino; /* Inode number */
mode_t st_mode; /* File type and mode */
nlink_t st_nlink; /* Number of hard links */
uid_t st_uid; /* User ID of owner */
gid_t st_gid; /* Group ID of owner */
dev_t st_rdev; /* Device ID (if special file) */
off_t st_size; /* Total size, in bytes */
blksize_t st_blksize; /* Block size for filesystem I/O */
blkcnt_t st_blocks; /* Number of 512B blocks allocated */
/* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
precision for the following timestamp fields.
For the details before Linux 2.6, see NOTES. */
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
};
获取信息出错的话返回-1。
0x0205 获取用户的passwd信息
所需的头文件
#include <sys/types.h>
#include <pwd.h>
函数原型
struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
uid就是我们的用户ID，返回的是一个passwd结构体指针
struct passwd
{
char *pw_name; /* Username. */
char *pw_passwd; /* Password. */
__uid_t pw_uid; /* User ID. */
__gid_t pw_gid; /* Group ID. */
char *pw_gecos; /* Real name. */
char *pw_dir; /* Home directory. */
char *pw_shell; /* Shell program. */
};
0x0206 获取组ID信息
所需的头文件
#include <sys/types.h>
#include <grp.h>
函数原型
struct group *getgrgid(gid_t gid);
gid就是我们的组ID，返回的是一个group结构体指针
struct group
{
char *gr_name; /* Group name. */
char *gr_passwd; /* Password. */
__gid_t gr_gid; /* Group ID. */
char **gr_mem; /* Member list. */
};
0x03 编写一个ls
0x0301 第一版
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
void do_ls(char []);
void do_ls(char dirname[])
{
DIR* dir_ptr;
struct dirent* direntp;
if ((dir_ptr = opendir(dirname)) == NULL)
{
fprintf(stderr, "ls1: cannot open %s\n", dirname);
}
else
{
while ((direntp = readdir(dir_ptr)) != NULL)
{
printf("%s\n", direntp->d_name);
}
closedir(dir_ptr);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc == 1) do_ls(".");
else
{
while (--argc)
{
printf("%s:\n", *(++argv));
do_ls(*argv);
}
}
}
我们查看我们的版本和实际版本的区别
功能实现的还不错，输出的格式需要调整一下。我们的输出需要排序一下。ls并没有输出.开头的文件，需要在-a中。我们还要添加一个-l功能。
0x0302 第二版
我们首先看看ls -l会打印哪些信息
$ ls -l
total 24
-rwxr-xr-x 1 lly lly 8568 4月 19 09:54 app
-rw-r–r-- 1 lly lly 589 4月 19 09:52 ls.c
-rw-r–r-- 1 lly lly 2256 4月 19 09:54 ls.o
-rw-r–r-- 1 lly lly 249 4月 19 09:54 Makefile
每行包含7个字段，分别是模式，链接数，文件所有者，文件所有组，文件大小，最后修改时间和文件名，这些信息可以从stat获取。
我们先编写一个函数show_stat_info，看看能获取什么信息。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
void show_stat_info(char *fname, struct stat* buf);
void show_stat_info(char *fname, struct stat* buf)
{
printf("mode:%o\n", buf->st_mode);
printf("links:%d\n", buf->st_nlink);
printf("user:%d\n", buf->st_uid);
printf("group:%d\n", buf->st_gid);
printf("size:%d\n", buf->st_size);
printf("modtime:%d\n", buf->st_mtime);
printf("name:%s\n", fname);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
struct stat info;
if (argc > 1)
{
if (stat(argv[1], &info) != -1)
{
show_stat_info(argv[1], &info);
return 0;
}
else perror(argv[1]);
}
return 1;
}
查看我们现在获取的信息和ls -l获取的有什么不同
我们需要将mode转化为字符的形式，怎么转化？在/usr/include/bits/stat.h中找到下面信息
#define __S_IFDIR 0040000 /* Directory. */
#define __S_IFCHR 0020000 /* Character device. */
#define __S_IFBLK 0060000 /* Block device. */
#define __S_IFREG 0100000 /* Regular file. */
#define __S_IFIFO 0010000 /* FIFO. */
#define __S_IFLNK 0120000 /* Symbolic link. */
#define __S_IFSOCK 0140000 /* Socket. */
在/usr/include/sys/stat.h找到下面的一些宏函数
#define S_ISDIR(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFDIR)
#define S_ISCHR(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFCHR)
#define S_ISBLK(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFBLK)
#define S_ISREG(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFREG)
#ifdef __S_IFIFO
# define S_ISFIFO(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFIFO)
#endif
#ifdef __S_IFLNK
# define S_ISLNK(mode) __S_ISTYPE((mode), __S_IFLNK)
#endif
所以我们现在可以写一个mode_to_letters函数
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 (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';
}
ok，现在我们的mode问题解决了。接着我们看user和group和bash输出的不同。
我们知道用户的信息文件是放在了/etc/passwd，我们可以通过getpwuid获取该文件的信息。对于用户的组信息，我们可以通过getgrgid获取。我们可以很快写出两个获取信息的函数
char *uid_to_name(uid_t uid)
{
struct passwd* 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* grp_ptr;
static char numstr[10];
if ((grp_ptr = getgrgid(gid)) == NULL)
{
sprintf(numstr, "%d", gid);
return numstr;
}
else return grp_ptr->gr_name;
}
好的，至此基本功能实现了。我将代码放到了GitHub Linux上。
但是我们这个代码有一个问题就是没有显示记录总数，并且没有按文件名排序，也不支持选项-a。现有的函数也没法显示特殊文件格式suid、sgid和sticky。怎么添加-R功能？怎么添加-r功能？怎么添加-q功能？
0x0303 第三版
先处理一个简单的问题，添加特殊文件格式suid、sgid和sticky。
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_ISREG(mode)) str[0] = '-';
if (S_IFIFO(mode)) str[0] = 'p';
if (S_IFLNK(mode)) str[0] = 'l';
if (S_IFSOCK(mode)) str[0] = 's';
if (mode & S_IRUSR) str[1] = 'r';
if (mode & S_IWUSR) str[2] = 'w';
if (mode & S_IXUSR) str[3] = 'x';
if (mode & S_ISUID) str[3] = 's';
if (mode & S_IRGRP) str[4] = 'r';
if (mode & S_IWGRP) str[5] = 'w';
if (mode & S_IXGRP) str[6] = 'x';
if (mode & S_ISGID) str[6] = 's';
if (mode & S_IROTH) str[7] = 'r';
if (mode & S_IWOTH) str[8] = 'w';
if (mode & S_IXOTH) str[9] = 'x';
if (mode & S_ISVTX) str[9] = 't';
}
我将该问题的其他语言版本添加到了我的GitHub Linux
如有问题，希望大家指出！！！