readdir 是一個在 Linux 系統中用于讀取目錄內容的系統調用。它的實現原理主要依賴于操作系統內核與文件系統之間的交互。以下是 readdir 的實現原理的簡要概述：
系統調用接口：readdir 是一個系統調用，它提供了一個應用程序與操作系統內核之間的接口。當應用程序需要讀取目錄內容時，它會調用 readdir 函數。
文件系統抽象：Linux 文件系統通常采用抽象文件系統（AFS）層，它為不同的文件系統提供了一個統一的接口。這意味著，無論底層文件系統是 ext4、xfs 還是其他類型，readdir 的實現都可以保持一致。
目錄項結構：在文件系統中，目錄被視為一種特殊類型的文件，其中包含了一系列目錄項。每個目錄項都包含了一個文件名和一個指向該文件的 inode（索引節點）的指針。inode 包含了文件的元數據，如文件大小、權限等。
內核空間與用戶空間：readdir 函數在內核空間中執行，而應用程序運行在用戶空間。當應用程序調用 readdir 時，操作系統會執行一個上下文切換，從用戶空間切換到內核空間。
讀取目錄項：在內核空間中，readdir 函數會根據目錄文件的 inode 信息，讀取目錄項數據。這些數據通常存儲在一個稱為目錄項緩存（dentry cache）的結構中，以提高性能。如果所需數據不在緩存中，內核會從磁盤上讀取相應的數據。
返回結果：readdir 函數將讀取到的目錄項信息填充到一個 dirent 結構體中，并將其返回給應用程序。dirent 結構體包含了文件名、inode 號等信息。
上下文切換：完成目錄項讀取后，操作系統會執行另一個上下文切換，將控制權交還給應用程序。
總之，readdir 的實現原理涉及系統調用接口、文件系統抽象、目錄項結構、內核空間與用戶空間之間的交互以及目錄項讀取等多個方面。這些組件共同協作，使得應用程序能夠方便地讀取目錄內容。
