Брайан Керниган - Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное
time_t st_ctime; /* время последнего изменения inode */
};
Большинство этих значений объясняется в комментариях. Типы, подобные dev_t и ino_t, определены в файле ‹sys/types.h›, который тоже нужно включить посредством #include.
Элемент st_mode содержит набор флажков, составляющих дополнительную информацию о файле. Определения флажков также содержатся в ‹sys/stat.h› нам потребуется только та его часть, которая имеет дело с типом файла
#define S_IFMT 0160000 /* тип файла */
#define S_IFDIR 0040000 /* каталог */
#define S_IFCHR 0020000 /* символьно-ориентированный */
#define S_IFBLK 0060000 /* блочно-ориентированный */
#define S_IFREG 0100000 /* обычный */
Теперь мы готовы приступить к написанию программы fsize. Если режимные биты (st_mode), полученные от stat, указывают, что файл не является каталогом, то можно взять его размер (st_size) и напечатать. Однако если файл - каталог, то мы должны обработать все его файлы, каждый из которых в свою очередь может быть каталогом. Обработка каталога - процесс рекурсивный.
Программа main просматривает параметры командной строки, передавая каждый аргумент функции fsize.
#include ‹stdio.h›
#include ‹string.h›
#include "syscalls.h"
#include ‹fcntl.h› /* флажки чтения и записи */
#include ‹sys/types.h› /* определения типов */
#include ‹sys/stat.h› /* структура, возвращаемая stat */
#include "dirent.h"
void fsize(char *);
/* печатает размер файлов */
main(int argc, char **argv) {
if (argc == 1) /* по умолчанию берется текущий каталог */
fsize(".");
else
while (--argc › 0)
fsize(*++argv);
return 0;
}
Функция fsize печатает размер файла. Однако, если файл - каталог, она сначала вызывает dirwalk, чтобы обработать все его файлы. Обратите внимание на то, как используются имена флажков S_IFMT и S_IFDIR из ‹sys/stat.h› при проверке, является ли файл каталогом. Здесь нужны скобки, поскольку приоритет оператора & ниже приоритета оператора ==.
int stat(char *, struct stat *);
void dirwalk(char *, void (*fcn)(char *));
/* fsize: печатает размер файла "name" */
void fsize(char *name)
{
struct stat stbuf;
if (stat(name, &stbuf) == -1) {
fprintf(stderr, "fsize: нет доступа к %sn", name);
return;
}
if ((stbuf.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
dirwalk(name, fsize);
printf("%8ld%sn", stbuf.st_size, name);
}
Функция dirwalk - это универсальная программа, применяющая некоторую функцию к каждому файлу каталога. Она открывает каталог, с помощью цикла перебирает содержащиеся в нем файлы, применяя к каждому из них указанную функцию, затем закрывает каталог и осуществляет возврат. Так как fsize вызывает dirwalk на каждом каталоге, в этих двух функциях заложена косвенная рекурсия.
#define MAX_PATH 1024
/* dirwalk: применяет fcn ко всем файлам из dir */
void dirwalk(char *dir, void (*fcn)(char *))
{
char name[MAX_PATH];
Dirent *dp;
DIR *dfd;
if ((dfd = opendir(dir)) == NULL) {
fprintf(stderr, "dirwalk: не могу открыть %sn", dir);
return;
}
while ((dp = readdir(dfd)) != NULL) {
if (strcmp(dp-›name, ".") == 0 || strcmp(dp-›name, "…") == 0)
continue; /* пропустить себя и родителя */
if (strlen(dir)+strlen(dp-›name) + 2 › sizeof(name))
fprintf(stderr, "dirwalk: слишком длинное имя %s/%sn", dir, dp-›name);
else {
sprintf(name, "%s/%s", dir, dp-›name);
(*fcn) (name);
}
}
closedir(dfd);
}
Каждый вызов readdir возвращает указатель на информацию о следующем файле или NULL, если все файлы обработаны. Любой каталог всегда хранит в себе информацию о себе самом в файле под именем "." и о своем родителе в файле под именем "…": их нужно пропустить, иначе программа зациклится. Обратите внимание: код программы этого уровня не зависит от того, как форматированы каталоги. Следующий шаг - представить минимальные версии opendir, readdir и closedir для некоторой конкретной системы. Здесь приведены программы для систем Version 7 и System V UNIX. Они используют информацию о каталоге, хранящуюся в заголовочном файле ‹sys/dir.h›, который выглядит следующим образом:
#ifndef DIRSIZ
#define DIRSIZ 14
#endif
struct direct /* элемент каталога */
{
ino_t d_ino; /* номер inode */
char d_name[DIRSIZ]; /* длинное имя не имеет ' ' */
};
Некоторые версии системы допускают более длинные имена и имеют более сложную структуру каталога.
Тип ino_t задан с помощью typedef и описывает индекс списка узлов node. В системе, которой пользуемся мы, этот тип есть unsigned short, но в других системах он может быть иным, поэтому его лучше определять через typedef. Полный набор "системных" типов находится в ‹sys/types.h›.
Функция opendir открывает каталог, проверяет, является ли он действительно каталогом (в данном случае это делается с помощью системного вызова fstat, который аналогичен stat, но применяется к дескриптору файла), запрашивает пространство для структуры каталога и записывает информацию.
int fstat(int fd, struct stat *);
/* opendir: открывает каталог для вызовов readdir */
DIR *opendir(char *dirname)
{
int fd;
struct stat stbuf;
DIR *dp;
if ((fd = open(dirname, O_RDONLY, 0)) == -1 || fstat(fd, &stbuf) == -1 || (stbuf.st_mode & S_IFMT) != S_IFDIR || (dp = (DIR *) malloc(sizeof(DIR))) == NULL)
return NULL;
dp-›fd = fd;
return dp;
}
Функция closedir закрывает каталог и освобождает пространство.
/* closedir: закрывает каталог, открытый opendir */
void closedir(DIR *dp) {
if (dp) {
close(dp-›fd);
free(dp);
}
}
Наконец, readdir с помощью read читает каждый элемент каталога. Если некий элемент каталога в данный момент не используется (соответствующий ему файл был удален), то номер узла inode у него равен нулю, и данная позиция пропускается. В противном случае номер inode и имя размещаются в статической (static) структуре, и указатель на нее выдается в качестве результата. При каждом следующем обращении новая информация занимает место предыдущей.
#include ‹sys/dir.h› /* место расположения структуры каталога */
/* readdir: последовательно читает элементы каталога */
Dirent *readdir(DIR *dp) {
struct direct dirbuf; /* структура каталога на данной системе */
static Dirent d; /* возвращает унифицированную структуру */
while (read(dp-›fd, (char *)&dirbuf, sizeof (dirbuf)) == sizeof(dirbuf)) {
if (dirbuf.d_ino == 0) /* пустой элемент, не используется */
continue;
d.ino = dirbuf.d_ino;
strncpy(d.name, dirbuf.d_name, DIRSIZ);
d.name[DIRSIZ] = ' '; /* завершающий символ ' ' */
return &d;
}
return NULL;
}
Хотя программа fsize - довольно специализированная, она иллюстрирует два важных факта. Первый: многие программы не являются "системными"; они просто используют информацию, которую хранит операционная система. Для таких программ существенно то, что представление информации сосредоточено исключительно в стандартных заголовочных файлах. Программы включают эти файлы, а не держат объявления в себе. Второе наблюдение заключается в том, что при старании системно-зависимым объектам можно создать интерфейсы, которые сами не будут системно-зависимыми. Хорошие тому примеры ~ функции стандартной библиотеки.
Упражнение 8.5. Модифицируйте fsize таким образом, чтобы можно было печатать остальную информацию, содержащуюся в узле inode.
8.7 Пример. Распределитель памяти
В главе 5 был описан простой распределитель памяти, основанный на принципе стека. Версия, которую мы напишем здесь, не имеет ограничений: вызовы malloc и free могут выполняться в любом порядке: malloc делает запрос в операционную систему на выделение памяти тогда, когда она требуется. Эти программы иллюстрируют приемы, позволяющие получать машинно-зависимый код сравнительно машинно-независимым способом, и, кроме того, они могут служить примером применения таких средств языка, как структуры, объединения и typedef.
Никакого ранее скомпилированного массива фиксированного размера, из которого выделяются куски памяти, не будет. Функция malloc запрашивает память у операционной системы по мере надобности. Поскольку и другие действия программы могут вызывать запросы памяти, которые удовлетворяются независимо от этого распределителя памяти, пространство, которым заведует malloc, необязательно представляет собой связный кусок памяти. Поэтому свободная память хранится в виде списка блоков. Каждый блок содержит размер, указатель на следующий блок и само пространство. Блоки в списке хранятся в порядке возрастания адресов памяти, при этом последний блок (с самым большим адресом) указывает на первый.
