Linux下C语言实现ls -l功能

宗旨：技术的学习是有限的，分享的精神是无限的。

需求：用ls -l显示文件夹下所有的文件及属性

分析：1 用ls显示文件夹下的所有文件，首先用opendir打开文件夹，再用readdir读取文件夹里面的文件，最后closedir关闭文件夹。

2 用ls-l比较复杂，打印出来的内容包括：（文件属性+文件名）由以下几部分构成——文件的类型（d——目录文件 -——文本文件...）文件的可执行权限所属组的权限，其它组的权限硬链接数文件拥有者文件拥有者组文件大小时间文件名

解决方案：

1. 要想实现ls -l就得知道通过什么系统调用获取文件信息，首先自然是要通过man来查找相关的系统调用。

man -k file | grep status
man -k file | grep information
man -k file | grep info

通过上面的搜索就可以得到stat这个系统调用获取文件属性。

man 2 stat获取系统调用的详细使用方法：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>struct stat
{dev_t     st_dev;    /* ID of device containing file */ino_t     st_ino;    /* inode number */mode_t    st_mode;   /* protection */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; /*blocksize for file system I/O */blkcnt_t  st_blocks; /* number of 512B blocks allocated */time_t    st_atime;  /* time of last access */time_t    st_mtime;  /* time of last modification */time_t    st_ctime;  /* time of last status change */
};

只要通过相应字段进行格式处理就行啦！

2.权限处理：st_mode就是文件的权限部分。St_mode本身就是一个16位的二进制，前四位是文件的类型，紧接着三位是特殊权限，左后九位就是ls -l列出来的九个权限。

linux本身提供了很多测试宏来测试文件的类型的

#define __S_IFMT   0170000 /* These bitsdetermine file type. */
/* File types. */
#define __S_IFDIR   0040000   /*目录 */
#define __S_IFCHR  0020000   /* 字符设备 */
#define __S_IFBLK   0060000  /* 块设备. */
#define __S_IFREG   0100000 /* 普通文件. */
#define __S_IFIFO    0010000 /* 管道文件 */
#define __S_IFLNK   0120000 /* 链接文件 */
#define __S_IFSOCK 0140000 /* 套接字*/

利用上面的测试宏就可以判断文件的类型，至于文件的权限部分可以使用掩码的方式来处理。

具体代码如下：vim file_mode.c

#include"list.h"//man2 stat可看到文件基本属性
void file_mode(struct stat *buf)
{int i;char buff[10] = {"----------"};switch(buf->st_mode & S_IFMT)//按位&获取文件基本属性{case S_IFIFO:buff[0] = 'f';break;case S_IFDIR:buff[0] = 'd';break;case S_IFSOCK:buff[0] = 's';break;case S_IFBLK:buff[0] = 'b';break;case S_IFLNK:buff[0] = 'l';break;}if(buf->st_mode & S_IRUSR ){buff[1] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWUSR ){buff[2] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXUSR ){buff[3] = 'x';}if(buf->st_mode & S_IRGRP ){buff[4] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWGRP ){buff[5] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXGRP ){buff[6] = 'x';}if(buf->st_mode & S_IROTH ){buff[7] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWOTH ){buff[8] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXOTH ){buff[9] = 'x';}for(i = 0; i < 10; i++){printf("%c", buff[i]); //循环打印}
}<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

3.ctime时间处理：stat中的st_mtime是一个时间戳，而ls -l显示出来的是一个格式化后的字符串，所以需要对st_mtime字段进行格式化处理。

ctime接受一个time_t类型的值，可将其转换为FriJul 18 22:12:43 2014这样的格式，其中最前面的星期几不是我们要的，只要其后的值。代码如下：

printf("\t%.12s",4 + ctime(&buf.st_mtime));//buf是一个文件的stat结构体。

4.文件所有者和文件所有者组：通过stat结构体的注释信息可以看出，stat只能获取文件的uid和gid并不是uid gid对应的用户或组的名称。

uid找到对应的用户名是可以通过getpwuid这个系统调用获取，这个系统调用接受一个uid返回一个passwd的结构体，这个结构体成员如下:

char *pw_name;//User’s login name.
uid_t pw_uid; //umerical user ID.
gid_t pw_gid; //Numerical group ID.
char *pw_dir;//Initial working directory.
char *pw_shell;//Program to use as shell.<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

gid对应的组名同样可以找到一个系统调用来获取，通过man我发现可以通过getgrgid()系统调用传入一个gid

返回这个gid对应的一个group结构体，这个结构体成员如下:

char *gr_name;  /* The name of the group.*/
gid_t gr_gid; /*Numerical group ID.*/
char **gr_mem; /*Pointer to a null-terminated array of character pointers to member names.*/

实现代码：

#include "list.h"void file_gid_uid(int uid, int gid)
{struct passwd *ptr;struct group *str; //结构体中存放文件所有者名和文件所有者组名ptr = getpwuid(uid); //调用函数获取文件所有者指针str = getgrgid(gid); //调用函数获取文件所有者组指针printf("\t%s\t%s", ptr-> pw_name, str -> gr_name); //打印文件所有者和文件所有者组
}

5.完整代码展示：

// list.h头文件，接口的声明
#ifndef LIST_H
#define LIST_H#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<dirent.h>
#include<sys/stat.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<grp.h>
#include<pwd.h>void file_mode(struct stat* buf);
void file_gid_uid(int uid, int gid);
void file_operation(char **argv);#endif /* LIST_H */<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

// list.c主框架
#include"list.h"int main(int argc, char **argv)
{if(argc == 1){argv[1] = "./"; // 缺省为当前目录}file_operation(argv);return 0;
}<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">       </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

// file_mode.c文件属性
#include"list.h"//man 2 stat可看到文件基本属性
void file_mode(struct stat *buf)
{int i;char buff[10] = {"----------"};switch(buf->st_mode & S_IFMT)//按位&获取文件基本属性{case S_IFIFO:buff[0] = 'f';break;case S_IFDIR:buff[0] = 'd';break;case S_IFSOCK:buff[0] = 's';break;case S_IFBLK:buff[0] = 'b';break;case S_IFLNK:buff[0] = 'l';break;}if(buf->st_mode & S_IRUSR ){buff[1] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWUSR ){buff[2] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXUSR ){buff[3] = 'x';}if(buf->st_mode & S_IRGRP ){buff[4] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWGRP ){buff[5] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXGRP ){buff[6] = 'x';}if(buf->st_mode & S_IROTH ){buff[7] = 'r';}if(buf->st_mode & S_IWOTH ){buff[8] = 'w';}if(buf->st_mode & S_IXOTH ){buff[9] = 'x';}for(i = 0; i < 10; i++){printf("%c", buff[i]); //循环打印}
}

// file_gid_uid.c
#include"list.h"void file_gid_uid(int uid, int gid)
{struct passwd *ptr;struct group *str;//结构体中存放文件所有者名和文件所有者组名ptr = getpwuid(uid);//调用函数获取文件所有者指针str = getgrgid(gid);//调用函数获取文件所有者组指针printf("\t%s\t%s", ptr ->pw_name, str -> gr_name); //打印文件所有者和文件所有者组
}<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

// file_operation.c
#include"list.h"void file_operation(char** argv)
{DIR* fd; //定义文件夹类型struct dirent* fp;//fp文件夹返回值struct stat buf;int ret;//获取文件属性char temp[100]; //中间变量存放文件路径if((fd = opendir(argv[1])) == NULL)//打开文件夹{perror("open file fail!");exit(0);}while((fp = readdir(fd)) != NULL)//循环读取文件夹中的文件信息{strcpy(temp, argv[1]); //将路径付给中间变量tempstrcat(temp, fp -> d_name); //把文件名字添加到路径后面形成完整的路径if((ret = stat(temp, &buf)) == -1) //获取文件基本属性{perror("stat");exit(0);}file_mode(&buf);//文件属性（目录，链接……，可读，可写，可执行）printf("  %d", buf.st_nlink); //打印链接数file_gid_uid(buf.st_uid, buf.st_gid); //调用函数打印出文件拥有者和文件所有者组printf("\t%ld", buf.st_size); //打印文件大小//Time();//获取时间printf("\t%.12s ", 4 + ctime(&buf.st_mtime));printf("   %s\n", fp -> d_name); //打印文件名}closedir(fd);
}

#makefile：
######################################
#  可执行文件和动态链接库的makefile
######################################
#source file
#源文件，自动找所有.c和.cpp文件，并将目标定义为同名.o文件
SOURCE  := $(wildcard *.c) $(wildcard *.cpp)
OBJS    := $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst%.cpp,%.o,$(SOURCE)))#target youcan change test to what you want
#目标文件名，输入任意你想要的执行文件名
TARGET  := app
TARGET_2  := libtest.so#compile andlib parameter
#编译参数
CC      :=gcc
LIBS    :=
LDFLAGS :=
DEFINES :=
INCLUDE := -I.
CFLAGS  := -g $(DEFINES)  $(INCLUDE)#-Wall -O3 -DDEBUG
CXXFLAGS:=$(CFLAGS) -DHAVE_CONFIG_H
SHARE   := -fPIC -shared -o #i think youshould do anything here
#下面的基本上不需要做任何改动了
.PHONY :everything objs clean veryclean rebuildeverything :$(TARGET) $(TARGET_2)all :$(TARGET) $(TARGET_2)objs : $(OBJS)rebuild:veryclean everythingclean :rm -fr *.overyclean :cleanrm -fr $(TARGET)rm -fr $(TARGET_2)
$(TARGET_2) :$(OBJS)$(CC) $(CXXFLAGS) $(SHARE) $@ $(OBJS)$(LDFLAGS) $(LIBS)
$(TARGET) :$(OBJS)$(CC) $(CXXFLAGS) -o $@ $(OBJS)$(LDFLAGS) $(LIBS)

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