C语言实现linux pwd命令

linux中的文件：

在linux 中的文件系统中，文件=N(N>=1)个inode +M(M>=1)个数据块。

数据块，存放文件的内容数据，数据块的数目根据文件内容的大小而定。

inode称为信息节点，其作用有二：1、存储跟文件相关的属性信息，如修改时间、所有者、文件类型和文件长度，注意这些信息里并没有文件名；2、存储指向文件内容数据块的指针信息。

在一个文件系统中，一个inode代表一个文件，并使用一个整数值来标志该inode，称为inode-number，该值对于一个文件系统而言是唯一的，即通过该值可以找到其对应的inode。一般情况下，一个文件只有一个inode信息用来描述它。



目录，在linux中，其实也是一种文件，所以它也是由“inode+数据块”构成的。而其文件内容是一个列表，每一个列表项记录“inode-number+filename"。

因此，我们通常所说的目录a"包含"文件b，其实现层面上的意思是，目录a的内容列表里有一个关于文件b的列表项，即“b的inode-number+ b的filename”。

综上，linux中，一个文件(包括目录)的文件名，及文件名与inode的对应关系，都是由包含该文件的目录所描述的。

其中，有两个特殊的文件名“.” 和 “..”，“.”代表当前目录自身，".."代表包含当前目录的上一级目录。

linux 文件系统树：



实现代码:

/**********************************
*简单实现pwd命令
*参照：实验楼
*********************************/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define MAX_DIR_DEPTH (256)  //限制最大的目录深度
#define TRUE 1
#define FALSE 0

//根据文件名获取文件的inode-number
ino_t get_ino_byname(char *filename)
{
struct stat file_stat;
if(0 != stat(filename, &file_stat)) //stat()通过文件名filename获取文件信息，并保存在buf所指的结构体stat中
{
perror("stat");
exit(-1);
}

return file_stat.st_ino;
}

//根据inode-number, 在当前目录中查找对呀的文件名
char *find_name_byino(ino_t ino)
{
DIR *dp = NULL;
struct dirent *dptr = NULL;
char *filename = NULL;

if(NULL == (dp = opendir("."))) //opendir()打开一个目录，在失败的时候返回一个空的指针,成返回DIR结构体
{
fprintf(stderr, "Can not open Current Directory\n");
exit(-1);
}
else
{
while(NULL != (dptr = readdir(dp))) //readdir()用来读取目录。返回是dirent结构体指针
{
if(dptr->d_ino == ino)
{
filename = strdup(dptr->d_name); //strdup()将串拷贝到新建的位置处,返回一个指针,指向为复制字符串分配的空间;如果分配空间失败,则返回NULL值.
break;
}
}

closedir(dp);
}

return filename;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
//记录目名的栈
char *dir_stack[MAX_DIR_DEPTH];
unsigned current_depth = 0;

while(TRUE)
{
ino_t current_ino = get_ino_byname("."); //通过特殊的文件名"."获取当期目录的inode-number

ino_t parent_ino = get_ino_byname(".."); //通过特殊的文件名".."获取当前目录的父目录的inode-number

if(current_ino == parent_ino)
break;				 //达到根目录,推出循环

/*两个inode-number不一样*/
chdir(".."); //更改当前工作目录,变为当前目录的父目录
dir_stack[current_depth++] = find_name_byino(current_ino); //"文件名"地址存放

if(current_depth >= MAX_DIR_DEPTH) //路径名太深
{
fprintf(stderr, "Directory tree is too deep.\n");
exit(-1);
}
}

int i = current_depth - 1;
for(i = current_depth - 1; i >= 0; i--) //打印路径
{
fprintf(stdout, "/%s", dir_stack[i]);
}
fprintf(stdout, "%s\n", current_depth == 0 ? "/" : "");

return 0;
}

/********************************************************************
dirent结构体:
struct dirent
{
long d_ino; //inode number 索引节点号
off_t d_off; //offset to this dirent 在目录文件中的偏移
unsigned short d_reclen;// length of this d_name 文件名长
unsigned char d_type; //the type of d_name 文件类型
char d_name [NAME_MAX+1]; //file name (null-terminated) 文件名，最长255字符
};
DIR结构体:
struct __dirstream
{
void *__fd; // `struct hurd_fd' pointer for descriptor.
char *__data; // Directory block.
int __entry_data; // Entry number `__data' corresponds to.
char *__ptr; // Current pointer into the block.
int __entry_ptr; // Entry number `__ptr' corresponds to.
size_t __allocation;// Space allocated for the block.
size_t __size; // Total valid data in the block.
__libc_lock_define (, __lock) // Mutex lock for this structure.
};
typedef struct __dirstream DIR;
结构体stat:
struct stat {
dev_t         st_dev;       //文件的设备编号
ino_t         st_ino;       //节点
mode_t        st_mode;      //文件的类型和存取的权限
nlink_t       st_nlink;     //连到该文件的硬连接数目，刚建立的文件值为1
uid_t         st_uid;       //用户ID
gid_t         st_gid;       //组ID
dev_t         st_rdev;      //(设备类型)若此文件为设备文件，则为其设备编号
off_t         st_size;      //文件字节数(文件大小)
unsigned long st_blksize;   //块大小(文件系统的I/O 缓冲区大小)
unsigned long st_blocks;    //块数
time_t        st_atime;     //最后一次访问时间
time_t        st_mtime;     //最后一次修改时间
time_t        st_ctime;     //最后一次改变时间(指属性)
};
********************************************************************/

参考：实验楼

参考资料《Unix环境高级编程》