操作系统第4次实验报告：文件系统

• 林伟强
• 201821121010
• 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。

#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* );
void error_printf(const char* funname)
{
    perror(funname);
    exit(EXIT_FAILURE);
    /* 
    * EXIT_SUCCESS和EXIT_FAILURE是两个常量。
    * EXIT_SUCCESS=0，EXIT_FAILURE=1。
    * 0表示程序寿终正寝，1表示死于非命。
    */
}


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"，便于stat函数的使用
    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)) // 判断是否读取到目录尾
    {
        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);
    }
}

void list_message(const char* filename, const struct stat* file_message)
{   

    file_type(file_message); // 判断打印文件类型

 printf("%d ",(int)file_message->st_ino);//添加索引号
    file_power(file_message); // 判断并打印文件权限
    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("");
}
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
}

void file_power(const struct stat* file_message)
{
    mode_t mode = file_message->st_mode;


    printf("%c", mode&S_IRUSR?'r':'-');
    printf("%c", mode&S_IWUSR?'w':'-');
    printf("%c", mode&S_IXUSR?'x':'-');


    printf("%c", mode&S_IRGRP?'r':'-');
    printf("%c", mode&S_IWGRP?'w':'-');
    printf("%c", mode&S_IXGRP?'x':'-');

    printf("%c", mode&S_IROTH?'r':'-');
    printf("%c", mode&S_IWOTH?'w':'-');
    printf("%c ", mode&S_IXOTH?'x':'-');
}

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);

   
}

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);
}

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. 分析运行结果

给出运行结果截图，对于每一列是如何获取的，结合源代码做解释

suqiankun@jmu-cs-ubuntu:~$ ls -lai
total 160
920635 drwx------   6 suqiankun ubuntu  4096 Apr 27 09:52 .
131195 drwxr-xr-x 129 root      root    4096 Apr 25 21:52 ..
920658 -rw-------   1 suqiankun ubuntu 10359 Apr 27 10:38 .bash_history
920636 -rw-r--r--   1 suqiankun ubuntu   220 Apr  5  2018 .bash_logout
920638 -rw-r--r--   1 suqiankun ubuntu  3771 Apr  5  2018 .bashrc
920656 drwx------   2 suqiankun ubuntu  4096 Mar 11 16:01 .cache

第一列为索引号

第二列

drwxr-xr-x代表文件的类型及权限

以d开头的为文件夹，以-开头的为文件，

以l开头的为连接文件

第三列：文件的链接数.

第四列：拥有文件的用户

第五列：拥有文件的组

第六列：文件的大小。

第七列：文件最后的修改时间。

第八列：文件名

 

以上图一为实验代码所得 图二为ls -lai

添加索引号

 printf("%d ",(int)file_message->st_ino);//添加索引号

第二列

drwxr-xr-x代表文件的类型及权限

以d开头的为文件夹，以-开头的为文件，

以l开头的为连接文件

 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
 }

 void file_power(const struct stat* file_message)
 {
 mode_t mode = file_message->st_mode;

printf("%c", mode&S_IRUSR?'r':'-');
 printf("%c", mode&S_IWUSR?'w':'-');
printf("%c", mode&S_IXUSR?'x':'-');
 printf("%c", mode&S_IRGRP?'r':'-');
 printf("%c", mode&S_IWGRP?'w':'-');
printf("%c", mode&S_IXGRP?'x':'-');

 printf("%c", mode&S_IROTH?'r':'-');
printf("%c", mode&S_IWOTH?'w':'-');
printf("%c ", mode&S_IXOTH?'x':'-');
}

第三列：文件的链接数.

  printf("%d ", file_message->st_nlink); // 打印硬链接数

第四列：拥有文件的用户

 struct passwd* pwd;
pwd = getpwuid(file_message->st_uid);
 printf("%s ",pwd->pw_name);

第五列：拥有文件的组

struct group* grp;
 grp = getgrgid(file_message->st_gid);
 printf("%s ",grp->gr_name);

第六列：文件的大小。

printf("%5ld ", file_message->st_size); // 打印文件大小

第七列：文件最后的修改时间。

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);
}

第八列：文件名

  printf("%s ", filename); // 打印文件名   

3. 通过该实验产生新的疑问及解答

实验中文件最后修改时间和文件类型和权限是实验中最困难的地方