linux系统编程：自己动手写一个ls命令

ls用于列举目录内容，要实现这个功能，毫无疑问，需要读取目录，涉及到两个api:

opendir：DIR *opendir(const char *name)， 传文件名，返回一个指针，指向目录序列

readdir：struct dirent *readdir(DIR *dirp), 把opendir的返回值传过来，   返回值为一个结构体

        struct dirent {
               ino_t          d_ino;       /* inode number */
               off_t          d_off;       /* not an offset; see NOTES */
               unsigned short d_reclen;    /* length of this record */
               unsigned char  d_type;      /* type of file; not supported
                                              by all filesystem types */
               char           d_name[]; /* filename */
           };

有了这两个api，就可以实现一个简易的ls功能

 /*================================================================
 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 *
 *   文件名称：myls.c
 *   创 建 者：ghostwu(吴华)
 *   创建日期：2018年01月09日
 *   描    述： ls命令
 *
 ================================================================*/

 #include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <dirent.h>
 #include <stdlib.h>

 void do_ls( char [] );

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if( argc ==  ) {
         do_ls( "." );
     }else {
         while( --argc ) {
             printf( "arg=%s\n", * ++argv );
             do_ls( *argv );
         }
     }
     return ;
 }

 void do_ls( char dir_entry[] ) {
     DIR* pDir;
     struct dirent* pCurDir;
     if( ( pDir = opendir( dir_entry ) ) == NULL ){
         perror( "read dir" );
         exit( - );
     }else {
         while( ( pCurDir = readdir( pDir ) ) != NULL ) {
             printf( "%s\n", pCurDir->d_name );
         }
     }
 }

这个简易的ls功能，列举出了所有的文件( 包括隐藏的 )， 但是很多的信息不全，如: 权限，用户和组，修改时间，文件大小，链接数目等，stat这个api可以获取文件的这些信息

stat：获取文件状态信息

原型：int stat(const char *pathname, struct stat *buf), 第一个参数：文件名， 第二个参数：保存文件状态信息的结构体( man 2 stat 有结构体相关说明 )

1、获取文件的大小

 /*================================================================
 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 *
 *   文件名称：stat.c
 *   创 建 者：ghostwu(吴华)
 *   创建日期：2018年01月09日
 *   描    述：
 *
 ================================================================*/

 #include <stdio.h>
 #include <sys/stat.h>

 #define FILENAME "/etc/passwd"

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     struct stat filestat;

     if( - == stat( FILENAME, &filestat ) ) {
         perror( "file stat" );
         return -;
     }else {
         printf( "the size of %s is %ld\n",FILENAME,  filestat.st_size );
     }

     return ;
 }

2、读取文件st_mode(权限位), 用户id, 组id, 修改时间，链接数目

 /*================================================================
 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 *
 *   文件名称：stat2.c
 *   创 建 者：ghostwu(吴华)
 *   创建日期：2018年01月09日
 *   描    述：
 *
 ================================================================*/

 #include <stdio.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <string.h>
 #include <time.h>

 void show_info( char *file, struct stat* statinfo );
 void show_time( time_t filetime );
 char* format_time( char* dsttime, const char* srctime );

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     struct stat fileinfo;
     if( argc >  ) {
         /*调试信息
         printf( "%s\n", argv[1] );
         int res = stat( argv[1], &fileinfo );
         printf( "%d\n", res );
         */
         if( stat( argv[], &fileinfo ) != - ) {
             show_info( argv[], &fileinfo );
         }
     }else {
         perror( "get args from terminal" );
     }

     return ;
 }

 void show_info( char* file, struct stat* statinfo ){
     printf( "%s文件信息如下:\n", file );
     printf( "st_mode = %d\n", statinfo->st_mode );
     printf( "links = %ld\n", statinfo->st_nlink );
     printf( "uid = %d\n", statinfo->st_uid );
     printf( "gid = %d\n", statinfo->st_gid );
     printf( "file size = %ld\n", statinfo->st_size );
     show_time( statinfo->st_mtime );
 }

 void show_time( time_t filetime ) {
     struct tm* ptm;
     ptm = localtime( &filetime );

     int month = ptm->tm_mon + ;
     int day = ptm->tm_mday;
     int hour = ptm->tm_hour;
     int min = ptm->tm_min;

     char srchour[] = "";
     char srcmin[] = "";
     char dsthour[] = "";
     char dstmin[] = "";
     sprintf( srchour, "%d", hour );
     sprintf( srcmin, "%d", min );
     format_time( dsthour, srchour );
     format_time( dstmin, srcmin );

     printf( "文件最后修改时间: %d月\t%d\t%s:%s\n", month, day, dsthour, dstmin );
 }

 char* format_time( char* dsttime, const char* srctime ) {
     if( strlen( srctime ) <  ) {
         return strcat( dsttime, srctime );
     }
     return strcpy( dsttime, srctime );
 }

3、权限st_mode转字符权限位( 如: -rwxrwxrwx ), 用户id和组id转用户名和组名称，判断文件类型

 /*================================================================
 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 *
 *   文件名称：stat3.c
 *   创 建 者：ghostwu(吴华)
 *   创建日期：2018年01月09日
 *   描    述：文件类型与权限位
 *
 ================================================================*/

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <string.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <pwd.h>
 #include <grp.h>

 void do_ls( char* filename );
 void show_filetype( char* filename, int filemode );
 void show_filetype2( char* filename, int filemode );
 void mode_to_letters( int filemode, char str[] );
 //用户id转名称
 char* uid_to_name( uid_t uid );
 //组id转名称
 char* gid_to_name( gid_t gid );

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if( argc <  ) {
         printf( "usage:%s file\n", argv[] );
         return -;
     }else {
         do_ls( argv[] );
     }
     return ;
 }

 char* uid_to_name( uid_t uid ){
     return getpwuid( uid )->pw_name;
 }

 char* gid_to_name( gid_t gid ){
     return getgrgid( gid )->gr_name;
 }

 void do_ls( char* filename ) {
     struct stat fileinfo;
     if( stat( filename, &fileinfo ) == - ) {
         printf( "%s open failure\n", filename );
         exit( - );
     }
     //printf( "st_mode = %d\n", fileinfo.st_mode );
     show_filetype( filename, fileinfo.st_mode );
     show_filetype2( filename, fileinfo.st_mode );
     char file_permission[];
     mode_to_letters( fileinfo.st_mode, file_permission );
     printf( "%s\n", file_permission  );
     printf( "用户:%s\n", uid_to_name( fileinfo.st_uid ) );
     printf( "组:%s\n", gid_to_name( fileinfo.st_gid ) );
 }

 //掩码判断文件类型
 void show_filetype( char* filename, int filemode ){
     //用st_mode的值跟0170000这个掩码相位与的结果　判断文件类型
     if ( ( filemode &  ) ==  ){
         printf( "%s是普通文件\n", filename );
     }else if( ( filemode &  ) ==  ){
         printf( "%s是目录\n", filename );
     }else if ( ( filemode & S_IFMT ) == S_IFLNK ){
         printf( "%s是符号链接\n", filename );
     }
 }

 //用宏判断文件类型
 void show_filetype2( char* filename, int filemode ){
     if( S_ISREG( filemode ) ) {
         printf( "%s是普通文件\n", filename );
     }else if( S_ISDIR( filemode ) ) {
         printf( "%s是目录\n", filename );
     }else if( S_ISLNK( filemode ) ){
         printf( "%s是符号链接\n", filename );
     }
 }

 //数字解码成字母权限位
 void mode_to_letters( int filemode, char str[] ) {
     strcpy( str, "----------" );
     if( S_ISREG( filemode ) ) str[] = '-';
     if( S_ISDIR( filemode ) ) str[] = 'd';
     if( S_ISLNK( filemode ) ) str[] = 'l';

     //用户权限位
     if( filemode & S_IRUSR ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWUSR ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXUSR ) str[] = 'x';

     //组权限位
     if( filemode & S_IRGRP ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWGRP ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXGRP ) str[] = 'x';

     //其他组权限位
     if( filemode & S_IROTH ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWOTH ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXOTH ) str[] = 'x';
 }

综合上面3个小实例，可以得到格式化比较好的ls命令版本:

 /*================================================================
 *   Copyright (C) 2018 . All rights reserved.
 *
 *   文件名称：myls2.c
 *   创 建 者：ghostwu(吴华)
 *   创建日期：2018年01月09日
 *   描    述：ls命令( version 1.2 )
 *
 ================================================================*/

 #include <stdio.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <dirent.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <unistd.h>
 #include <string.h>
 #include <sys/types.h>
 #include <pwd.h>
 #include <grp.h>
 #include <time.h>

 void do_ls( char [] );
 void do_stat( char* filename );
 void show_list( char* filename, struct stat* statinfo );
 void mode_to_letters( mode_t filemode, char str[] );
 void show_time( time_t filetime );
 char* format_time( char* dsttime, const char* srctime );

 //用户id转名称
 char* uid_to_name( uid_t uid );
 //组id转名称
 char* gid_to_name( gid_t gid );

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     if( argc ==  ) {
         do_ls( "." );
     }else {
         while( --argc ) {
             printf( "arg=%s\n", * ++argv );
             do_ls( *argv );
         }
     }
     return ;
 }

 void do_ls( char dir_entry[] ) {
     DIR* pDir;
     struct dirent* pCurDir;
     if( ( pDir = opendir( dir_entry ) ) == NULL ){
         perror( "read dir" );
         exit( - );
     }else {
         while( ( pCurDir = readdir( pDir ) ) != NULL ) {
             do_stat( pCurDir->d_name );
         }
         closedir( pDir );
     }
 }

 //得到文件信息
 void do_stat( char* filename ){
     struct stat statinfo;
     if ( stat( filename, &statinfo ) == - ) {
         printf( "打开%s失败\n", filename );
         exit( - );
     }else {
         show_list( filename, &statinfo );
     }
 }

 //显示文件列表
 void show_list( char* filename, struct stat* statinfo ) {
     mode_t st_mode = statinfo->st_mode;

     char str[];
     mode_to_letters( st_mode, str );
     printf( "%s\t", str );

     printf( "%ld\t", statinfo->st_nlink ); //符号链接
     printf( "%s\t\t", uid_to_name( statinfo->st_uid ) ); //用户名
     printf( "%s\t", gid_to_name( statinfo->st_gid ) ); //组名
     printf( "%10ld", statinfo->st_size ); //文件大小
     show_time( statinfo->st_mtime ); //最后一次修改时间
     printf( "\t%s", filename );

     printf( "\n" );
 }

 char* uid_to_name( uid_t uid ){
     return getpwuid( uid )->pw_name;
 }

 char* gid_to_name( gid_t gid ){
     return getgrgid( gid )->gr_name;
 }

 void mode_to_letters( mode_t filemode, char str[] ) {

     strcpy( str, "----------" );
     if( S_ISREG( filemode ) ) str[] = '-';
     if( S_ISDIR( filemode ) ) str[] = 'd';
     if( S_ISLNK( filemode ) ) str[] = 'l';

     //用户权限位
     if( filemode & S_IRUSR ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWUSR ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXUSR ) str[] = 'x';

     //组权限位
     if( filemode & S_IRGRP ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWGRP ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXGRP ) str[] = 'x';

     //其他组权限位
     if( filemode & S_IROTH ) str[] = 'r';
     if( filemode & S_IWOTH ) str[] = 'w';
     if( filemode & S_IXOTH ) str[] = 'x';
 }

 void show_time( time_t filetime ) {
     struct tm* ptm;
     ptm = localtime( &filetime );

     int month = ptm->tm_mon + ;
     int day = ptm->tm_mday;
     int hour = ptm->tm_hour;
     int min = ptm->tm_min;

     char srchour[] = "";
     char srcmin[] = "";
     char dsthour[] = "";
     char dstmin[] = "";
     sprintf( srchour, "%d", hour );
     sprintf( srcmin, "%d", min );
     format_time( dsthour, srchour );
     format_time( dstmin, srcmin );

     printf( "%4d月%4d%4s:%2s", month, day, dsthour, dstmin );
 }

 char* format_time( char* dsttime, const char* srctime ) {
     if( strlen( srctime ) <  ) {
         return strcat( dsttime, srctime );
     }
     return strcpy( dsttime, srctime );
 }

总结：

1）opendir和readdir的用法

2）结构体struct dirent的应用

3）stat的用法