Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

Функция getcwd может также вернуть значение NULL, если во время выполнения программы каталог удален (EINVAL) или изменились его права доступа (EACCESS).

Просмотр каталогов

Широко распространенная проблема систем Linux — просмотр каталогов, т.е. определение файлов, размещенных в конкретном каталоге. В программах командной оболочки она решается легко — просто скомандуйте оболочке выполнить подстановку в выражении с метасимволами. В прошлом в разных вариантах UNIX был разрешен программный доступ к низкоуровневой структуре файловой системы. Вы все еще можете открывать каталог как обычный файл и непосредственно считывать элементы каталога, но разные структуры файловых систем и реализации сделали такой подход непереносимым с машины на машину. Был разработан стандартный комплект библиотечных функций, существенно упрощающий просмотр каталогов.

Функции работы с каталогами объявлены в заголовочном файле dirent.h. В них используется структура DIR как основа обработки каталогов. Указатель на эту структуру, называемый потоком каталога (DIR*), действует во многом так же, как действует поток файла (FILE*) при работе с обычным файлом. Элементы каталога возвращаются в структурах dirent, также объявленных в файле dirent.h, поскольку никому не следует изменять поля непосредственно в структуре DIR.

Мы рассмотрим следующие функции:

□ opendir, closedir;

□ readdir;

□ telldir;

□ seekdir;

□ closedir.

opendir

Функция opendir открывает каталог и формирует поток каталога. Если она завершается успешно, то возвращает указатель на структуру DIR, которая будет использоваться для чтения элементов каталога.

#include <sys/types.h>

#include <dirent.h>

DIR *opendir(const char *name);

В случае неудачи функция opendir возвращает пустой указатель. Имейте в виду, что для доступа к самому каталогу поток каталога использует низкоуровневый дескриптор файла, поэтому opendir может дать сбой, если открыто слишком много файлов.

readdir

Функция readdir возвращает указатель на структуру, содержащую следующий элемент каталога в потоке каталога dirp. Успешные вызовы readdir возвращают следующие элементы каталогов. При возникновении ошибки и в конце каталога readdir возвращает NULL. Системы, удовлетворяющие стандарту POSIX, возвращая NULL, не меняют переменную errno в случае достижения конца каталога и устанавливают ее значение, если обнаружена ошибка.

#include <sys/types.h>

#include <dirent.h>

struct dirent *readdir(DIR *dirp);

Просмотр каталога с помощью функции readdir не гарантирует формирование списка всех файлов (и подкаталогов) в каталоге, если в это время выполняются другие процессы, создающие и удаляющие файлы в каталоге.

В состав структуры dirent, содержащей реквизиты элемента каталога, входят следующие компоненты.

□ ino_t d_ino — индекс файла;

□ char d_name[] — имя файла.

Для выяснения других реквизитов файла в каталоге вам необходимо вызвать stat, который мы обсуждали ранее.

telldir

Функция telldir возвращает значение, регистрирующее текущую позицию в потоке каталога. Вы можете использовать ее в последующих вызовах функции seekdir для переустановки просмотра каталога, начиная с текущей позиции.

#include <sys/types.h>

#include <dirent.h>

long int telldir(DIR *dirp);

seekdir

Функция seekdir устанавливает указатель на элемент каталога в потоке каталога, заданном в параметре dirp. Значение параметра loc, применяемого для установки позиции, следует получить из предшествующего вызова функции telldir.

#include <sys/types.h>

#include <dirent.h>

void seekdir (DIR *dirp, long int loc);

closedir

Функция closedir закрывает поток каталога и освобождает ресурсы, выделенные ему. Она возвращает 0 в случае успеха и -1 при наличии ошибки.

#include <sys/types.h>

#include <dirent.h>

int closedir(DIR *dirp);

В приведенной далее программе printdir.c (упражнение 3.4) вы соберете вместе множество функций обработки файлов для создания простого перечня содержимого каталога. Каждый файл представлен отдельной строкой. У каждого подкаталога есть имя, за которым следует слэш, и файлы, содержащиеся в подкаталоге, выводятся с отступом шириной в четыре пробела.

Программа превращает каталог в подкаталоги, чтобы у найденных файлов были пригодные для использования имена, т.е. они могут передаваться непосредственно в функцию opendir. Программа будет давать сбои при просмотре структур с большим числом уровней вложенности, поскольку есть ограничение на разрешенное число открытых потоков каталогов.

Мы могли бы сделать программу более универсальной, принимая в качестве аргумента командной строки начальную точку просмотра.

Для того чтобы познакомиться с методами повышения универсальности программ, посмотрите исходный код таких утилит Linux, как ls и find.

1. Начните с соответствующих заголовочных файлов и функции printdir, которая выводит содержимое текущего каталога. Она будет рекурсивно вызываться для вывода подкаталогов, применяя параметр depth для задания отступа.

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <dirent.h>

#include <string.h>

#include <sys/stat.h>

#include <stdlib.h>

void printdir(char *dir, int depth) {

 DIR *dp;

 struct dirent *entry;

 struct stat statbuf;

 if ((dp = opendir(dir)) == NULL) {

  fprintf(stderr, "cannot open directory: %sn", dir);

  return;

 }

 chdir(dir);

 while((entry = readdir(dp)) != NULL) {

  lstat(entry->d_name, &statbuf);

  if (S_ISDIR(statbuf.st_mode)) {

   /* Находит каталог, но игнорирует . и .. */

   if (strcmp(".", entry->d_name) == 0 || strcmp("..", entry->d_name) == 0)

    continue;

   printf("%*s%s/n", depth, "", entry->d_name);

   /* Рекурсивный вызов с новый отступом */

   printdir(entry->d_name, depth+4);

  } else printf("%*s%sn", depth, " ", entry->d_name);

 }

 chdir("..");

 closedir(dp);

}

2. Теперь переходите к функции main.

int main() {

 /* Обзор каталога /home */

 printf("Directory scan of /home:n");

 printdir("/home", 0);

 printf("done.n");

 exit(0);

}

Программа просматривает исходные каталоги и формирует вывод, похожий на приведенный далее (отредактированный для краткости). Для того чтобы заглянуть в каталоги других пользователей, вам могут понадобиться права доступа суперпользователя.

$ ./printdir

Directory scan of /home:

neil/

    .Xdefaults

    .Xmodmap

    .Xresources

    .bash_history

    .bashrc

    .kde/

        share/

            apps/

                konqueror/

                    dirtree/

                        public_html.desktop

                    toolbar/

                        bookmarks.xml

                        konq_history

                    kdisplay/

                        color-schemes/

    BLP4e/

        Gnu_Public_License

        chapter04/

            argopt.с

            args.с

        chapter03/

            file.out

            mmap.с

            printdir

done.

Как это работает

Большинство операций сосредоточено в функции printdir. После некоторой начальной проверки ошибок с помощью функции opendir, проверяющей наличие каталога, printdir выполняет вызов функции chdir для заданного каталога. До тех пор пока элементы, возвращаемые функцией readdir, не нулевые, программа проверяет, не является ли очередной элемент каталогом. Если нет, она печатает элемент-файл с отступом, равным depth.

Если элемент — каталог, вы встречаетесь с рекурсией. После игнорирования элементов . и .. (текущего и родительского каталогов) функция printdir вызывает саму себя и повторяет весь процесс снова. Как она выбирается из этих повторений? Как только цикл while заканчивается, вызов chdir("..") возвращает программу вверх по дереву каталогов, и предыдущий перечень можно продолжать. Вызов closedir(dp) гарантирует, что количество открытых потоков каталогов не больше того, которое должно быть.