操作系统第4次实验报告：文件系统
- 姓名 邹文兵
- 学号 201821121028
- 班级 计算1811
1. 编写程序
在服务器上用Vim编写一个程序：实现Linux系统命令ls -lai的功能，给出源代码。
源代码：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include<dirent.h> #include<sys/stat.h> #include<sys/types.h> #include<fcntl.h> #include<time.h> #include<pwd.h> #include<grp.h> void error_printf(const char* ); void list_dir(const char* ); void list_message(const char* , const struct stat*); void file_type(const struct stat* ); void file_power(const struct stat* ); void file_id(const struct stat* ); void file_mtime(const struct stat* ); void link_printf(const char* ); /*错误提示*/ void error_printf(const char* funname) { perror(funname); exit(-1); } /*获取文件信息*/ void list_dir(const char* pathname) { DIR* ret_opendir = opendir(pathname); // 打开目录"pathname" if(ret_opendir == NULL) error_printf("opendir"); int ret_chdir = chdir(pathname); // 改变工作目录至"pathname" if(ret_chdir == -1) error_printf("chdir"); struct dirent* ret_readdir = NULL; // 定义readdir函数返回的结构体变量 while(ret_readdir = readdir(ret_opendir)) { char* filename = ret_readdir->d_name; // 获取文件名 struct stat file_message = {}; // 定义stat函数返回的结构体变量 int ret_stat = lstat(filename, &file_message); // 获取文件信息 if(ret_stat == -1) // stat读取文件错误则输出提示信息 printf("%s error!", filename); else if(strcmp(filename,".") && strcmp(filename,"..")) // 不输出当前目录与上一级目录 list_message(filename, &file_message); } } /*通过调用各个方法按顺序打印文件信息*/ void list_message(const char* filename, const struct stat* file_message) { printf("%d ",(int)file_message->st_ino);//打印索引号 file_type(file_message); // 打印文件类型 file_power(file_message); // 打印文件权限 printf("%d ", file_message->st_nlink); // 打印硬链接数 file_id(file_message); // 转换并打印用户id与组id printf("%5ld ", file_message->st_size); // 打印文件大小 file_mtime(file_message); // 打印文件最后修改时间 printf("%s ", filename); // 打印文件名 if(S_ISLNK(file_message->st_mode)) // 如果是软链接文件，打印其指向的位置 link_printf(filename); puts(""); } /*打印文件类型*/ void file_type(const struct stat* file_message) { mode_t mode = file_message->st_mode; if (S_ISREG(mode)) printf("-"); // 普通文件 else if(S_ISDIR(mode)) printf("d"); // 目录文件 else if(S_ISCHR(mode)) printf("c"); // 字符设备文件 else if(S_ISBLK(mode)) printf("b"); // 块设备文件 else if(S_ISFIFO(mode)) printf("p"); // 管道文件 else if(S_ISLNK(mode)) printf("l"); // 链接文件 else printf("s"); // socket文件 } /*打印文件权限*/ void file_power(const struct stat* file_message) { mode_t mode = file_message->st_mode; //文件拥有者的权限 printf("%c", mode&S_IRUSR?'r':'-'); //读 printf("%c", mode&S_IWUSR?'w':'-'); //写 printf("%c", mode&S_IXUSR?'x':'-'); //执行 //文件所属组拥有的权限 printf("%c", mode&S_IRGRP?'r':'-'); //读 printf("%c", mode&S_IWGRP?'w':'-'); //写 printf("%c", mode&S_IXGRP?'x':'-'); //执行 //其他用户拥有的权限 printf("%c", mode&S_IROTH?'r':'-'); //读 printf("%c", mode&S_IWOTH?'w':'-'); //写 printf("%c ", mode&S_IXOTH?'x':'-'); //执行 } /*转换并打印用户id与组id*/ void file_id(const struct stat* file_message) { struct passwd* pwd; pwd = getpwuid(file_message->st_uid); printf("%s ",pwd->pw_name); struct group* grp; grp = getgrgid(file_message->st_gid); printf("%s ",grp->gr_name); } /*打印文件最近修改时间*/ void file_mtime(const struct stat* file_message) { struct tm* t = localtime(&file_message->st_mtime); printf("%2d月 %2d %02d:%02d ", t->tm_mon+1, t->tm_mday, t->tm_hour, t->tm_min); } /*打印软连接文件的位置*/ void link_printf(const char* filename) { char buf[1024] = "123"; if(0 == readlink(filename, buf, sizeof(buf))) error_printf("readlink"); printf("-> %s ",buf); } int main() { char path[1024] = {}; strcpy(path,"./"); struct stat file_message = {}; int ret_stat = lstat(path, &file_message); if(ret_stat == -1) error_printf("stat"); if(S_ISDIR(file_message.st_mode)) // 判断是否为目录 list_dir(path); else list_message(path, &file_message); return 0; }
2. 分析运行
代码运行结果，选取部分文件作为比较：
使用ls -lai命令后运行结果：
第1行:总计(total)
Total后面的数字是指当前目录下所有文件所占用的空间总和。可以使用ls –lh查看，也可使用ls –alh查看。
第1字段: 索引节点号inode
实现代码：
printf("%d ",(int)file_message->st_ino);//打印索引号
第2字段: 文件属性字段
文件属性字段总共有10个字母组成；第一个字符代表文件的类型。
字母“-”表示该文件是一个普通文件
字母“d”表示该文件是一个目录，字母"d"，是dirtectory(目录)的缩写
注意：目录或者是特殊文件，这个特殊文件存放其他文件或目录的相关信息
字母“l”表示该文件是一个链接文件。字母"l"是link(链接)的缩写，类似于windows下的快捷方式
字母“b”的表示块设备文件(block)，一般置于/dev目录下，设备文件是普通文件和程序访问硬件设备的入口，是很特殊的文件。没有文件大小，只有一个主设备号和一个辅设备号。一次传输数据为一整块的被称为块设备，如硬盘、光盘等。最小数据传输单位为一个数据块(通常一个数据块的大小为512字节)
字母为“c”表示该文件是一个字符设备文件(character)，一般置于/dev目录下，一次传输一个字节的设备被称为字符设备，如键盘、字符终端等，传输数据的最小单位为一个字节。
字母为“p”表示该文件为命令管道文件。与shell编程有关的文件。
字母“s”表示该文件为sock文件。与shell编程有关的文件。
第1字符的后面9个字母表示该文件或目录的权限位。
r表是读 (Read) 、w表示写 (Write) 、x表示执行 (eXecute)
其中前三个表示文件拥有者的权限，中间三个表示文件所属组拥有的权限，最后三个表示其他用户拥有的权限。
实现代码：
/*打印文件类型*/
void file_type(const struct stat* file_message)
{
mode_t mode = file_message->st_mode;
if (S_ISREG(mode)) printf("-"); // 普通文件
else if(S_ISDIR(mode)) printf("d"); // 目录文件
else if(S_ISCHR(mode)) printf("c"); // 字符设备文件
else if(S_ISBLK(mode)) printf("b"); // 块设备文件
else if(S_ISFIFO(mode)) printf("p"); // 管道文件
else if(S_ISLNK(mode)) printf("l"); // 链接文件
else printf("s"); // socket文件
}
/*打印文件权限*/
void file_power(const struct stat* file_message)
{
mode_t mode = file_message->st_mode;
//文件拥有者的权限
printf("%c", mode&S_IRUSR?'r':'-'); //读
printf("%c", mode&S_IWUSR?'w':'-'); //写
printf("%c", mode&S_IXUSR?'x':'-'); //执行
//文件所属组拥有的权限
printf("%c", mode&S_IRGRP?'r':'-'); //读
printf("%c", mode&S_IWGRP?'w':'-'); //写
printf("%c", mode&S_IXGRP?'x':'-'); //执行
//其他用户拥有的权限
printf("%c", mode&S_IROTH?'r':'-'); //读
printf("%c", mode&S_IWOTH?'w':'-'); //写
printf("%c ", mode&S_IXOTH?'x':'-'); //执行
}
第3字段：文件硬链接数
如果一个文件不是目录，此时这一字段表示这个文件所具有的硬链接数，
第2字段的值为1，说明这个文件只有exit这一个文件名。即只有一个指向该链接的硬链接。。
如果使用ln，做一个指向该文件的硬链接再查看该文件，该文件的第2字段就会变成2
实现代码：
printf("%d ", file_message->st_nlink); // 打印硬链接数
第4字段：文件（目录）拥有者
该字段表示此文件是属于哪个用户。
实现代码:
struct passwd* pwd;
pwd = getpwuid(file_message->st_uid);
printf("%s ",pwd->pw_name);
第5字段：文件（目录）拥有者所在的组
一个用户可以加入很多个组，但是其中有一个是主组
实现代码：
struct group* grp;
grp = getgrgid(file_message->st_gid);
printf("%s ",grp->gr_name);
第6字段: 文件所占用的空间(以字节为单位)
第5字段表示文件大小，如果是一个文件夹（目录），则表示该文件夹的大小。是文件夹本身的大小，而不是文件夹以及它下面的文件的总大小。
实现代码：
printf("%5ld ", file_message->st_size); // 打印文件大小
第7字段：文件（目录）最近访问（修改）时间
实现代码：
/*打印文件最近修改时间*/
void file_mtime(const struct stat* file_message)
{
struct tm* t = localtime(&file_message->st_mtime);
printf("%2d月 %2d %02d:%02d ", t->tm_mon+1, t->tm_mday, t->tm_hour, t->tm_min);
}
第8字段：文件名
实现代码：
printf("%s ", filename); // 打印文件名
if(S_ISLNK(file_message->st_mode)) // 如果是软链接文件，打印其指向的位置
link_printf(filename);
puts("");
/*打印软连接文件的位置*/
void link_printf(const char* filename)
{
char buf[1024] = "123";
if(0 == readlink(filename, buf, sizeof(buf)))
error_printf("readlink");
printf("-> %s ",buf);
}
3. 通过该实验产生新的疑问及解答
产生的问题：无法获得准确的Total后面的数字的当前目录下所有文件所占用的空间总和。
