Linux下C语言编程实现spwd函数

介绍

• spwd函数
  • 功能：显示当前目录路径
  • 实现：通过编译执行该代码，可在终端中输出当前路径

代码实现

代码链接

• 代码托管链接：spwd.c

所需结构体、函数、系统调用等查询（前期准备）

st_ino

• 执行指令查看stat：man 2 stat

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  • 其中用红框标注的引起了我的注意：ino_t st_ino /* inode number */

  • 而这一个结构体的成员表示，文件的索引信息（进入点），“number”告诉我们它是一个数字表示，而不是一个确切的路径，这就好比我们有时候用文件描述符来操作文件，而不用字符数组（文件名）来操作。

  • 也就是说，我们想要找到文件的路径，st_ino这个信息试关键。

opendir

• 要读取路径，必定要先打开路径，路径如何打开可以用指令查询一下：man -k dir | grep open
• 根据查询结果接着输入指令：man 3 opendir查看详细信息

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  • 也就是说输入参数为一个文件（目录）名，才能打开该目录，并返回为DIR类型

• 而我们知道，当前目录的目录名为.，父级目录的目录名为..，知道目录名就好办了。

readdir

• st_ino只能表示该文件的索引信息，那如何将它的各个父目录读取出来呢？肯定跟读取有关（read）

• 所以我们用指令搜索查询一下：man -k dir | grep read

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• 找到相关项后输入指令：man 3 readdir

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  • 根据上述可观察到，该函数属于库<dirent.h>中，readdir函数的返回类型为一个dirent结构体，结构体的各个成员变量在截图中有明显标出

  • 可以容易发现，其中有d_ino和d_name[256]，这两者应该是一一对应的，也就是说我只要取得了其索引号，就可以将其翻译为文件名了。

代码介绍

• 代码由4个函数组成，分别是：
  • main函数：主函数
  • get_inode函数：取某个文件的索引信息（进入点）
  • printpathto函数：打印路径
  • inum_to_name函数：将长整型的索引信息转化为字符串的形式

整体编写思路（算法）

• Step1：调用get_inode函数，来取得当前目录文件的st_ino值；
• Step2：进入父目录后，打开当前目录文件，并读取该目录的dirent结构体；
• Step3：判断此时打开的目录文件的索引节点号是否与正确的子目录（进入该目录之前的那个目录）的节点号相同。若相同，输出相应dirent结构体中的d_name[256]变量；反之，继续打开后一个该目录文件的后一个位置。（此处有点像打开某个具体的文本文件，会有一个文件指针不停地向后移动，直到EOF）；
• Step4：重复Step3，直到“父目录的索引节点”等于“该目录的索引节点”（意为到达了根目录）；
• Step5：输出结果，程序完毕
• 补充：分析上述流程不难发现，大致的思路是从当前文件夹下一直cd到根文件夹下，实现目录搜索；而我们人习惯的阅读方式则是先看根文件夹再看到当前文件夹下，加上关键的函数又是可以重复调用的，所以此处我们可以采取递归函数的特性，来实现这一点。

get_inode函数

ino_t get_inode( char *fname )

{

	struct stat info;

	if ( stat( fname , &info ) == -1 ){

		fprintf(stderr, "Cannot stat ");

		perror(fname);

		exit(1);

	}

	return info.st_ino;

}

• 说明：该函数为取某个文件的“索引节点”信息，相关函数都已经不陌生了，在课本上以及之前博客中都有介绍，不再赘述。

printpathto函数

void printpathto( ino_t this_inode )

{

	ino_t	my_inode ;

	char	its_name[BUFSIZ];

	if ( get_inode("..") != this_inode )

	{

		chdir( ".." );				

		inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ);

		my_inode = get_inode( "." );

		printpathto( my_inode );

		printf("/%s", its_name );		

	}

}

• 说明：
  • 该部分函数实现了递归调用，先不看其中的inum_to_name函数，结构还是很清晰的
  • 传入一个索引节点，并求得父目录的索引节点，判断两者是否相等，相等则说明已经到了根文件夹下，可以终止递归调用
  • 如若不相等，则进入父目录，然后通过inum_to_name函数功能，将之前的目录名拷贝到its_name字符数组中，准备输出打印
  • 紧接着将进入后的父目录当作当前目录，反复执行操作，指导“第2点”中说的终止条件

inum_to_name函数

void inum_to_name(ino_t inode_to_find , char *namebuf, int buflen)

{

	DIR		*dir_ptr;

	struct dirent	*direntp;		

	dir_ptr = opendir( "." );

	if ( dir_ptr == NULL ){

		perror( "." );

		exit(1);

	}

	while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )

		if ( direntp->d_ino == inode_to_find )

		{

			strncpy( namebuf, direntp->d_name, buflen);

			namebuf[buflen-1] = '\0';

			closedir( dir_ptr );

			return;

		}

	fprintf(stderr, "error looking for inum %d\n", (int) inode_to_find);

	exit(1);

}

• 说明：
  • 该部分是整个代码的关键，起着将索引节点转化为相应的文件名的过程
  • 首先我们得打开一个目录（opendir），只有打开目录后才能正常读取目录（readdir），才能获取到dirent结构体，才能将索引节点转化为相应的文件名
  • 读取的部分很有意思，类似于我们读取文件一样。
  • 要注意的是我们已经在该函数的父函数中进入了之前目录的父目录，可是现在该目录下有这么多目录，怎样才能找到进之前的目录呢？
  • 为了能正确找到之前的目录，我们将一个个读取的目录的ino信息与传参进来的ino信息做比对，如果相同，则说明找到了正确目录，把文件名拷贝到字符数组就行；如果比对结果不相同，则继续读取下一个目录。

运行结果

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