Linux readdir命令的源碼分析

readdir 是一個 POSIX 標準庫函數，用于讀取目錄中的條目。它的原型在 <dirent.h> 頭文件中定義，如下所示：

#include <dirent.h>

DIR *opendir(const char *name);
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
int closedir(DIR *dirp);

readdir 函數用于讀取目錄流 dirp 中的下一個目錄條目。每次調用 readdir 都會返回一個指向 dirent 結構的指針，該結構包含有關目錄條目的信息。當沒有更多的目錄條目時，readdir 返回 NULL。

以下是 readdir 函數的一個簡單示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    DIR *dir;
    struct dirent *entry;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <directory>\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    dir = opendir(argv[1]);
    if (dir == NULL) {
        perror("opendir");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
        printf("%s\n", entry->d_name);
    }

    closedir(dir);
    return 0;
}

要分析 readdir 的源碼，我們需要查看它的實現。readdir 的實現因操作系統和文件系統的不同而異。在 Linux 系統中，readdir 的實現通常位于 fs/ 目錄下的某個子目錄中，例如 fs/ext4/（針對 ext4 文件系統）或 fs/xfs/（針對 XFS 文件系統）。

以下是一個簡化的 readdir 實現示例，用于說明其工作原理：

#include <linux/fs.h>
#include <linux/dirent.h>
#include <linux/path.h>
#include <linux/string.h>

struct dirent *readdir(DIR *dirp) {
    struct file *file;
    struct inode *inode;
    struct dentry *dentry;
    struct list_head *pos;
    struct dirent *entry;

    // 獲取目錄文件的 inode
    inode = dirp->d_inode;

    // 查找下一個目錄條目
    pos = dirp->d_subdirs.next;
    if (pos == &dirp->d_subdirs) {
        return NULL; // 沒有更多的目錄條目
    }

    dentry = list_entry(pos, struct dentry, d_subdirs);
    file = dentry->d_inode->i_sb->s_op->open(inode, O_RDONLY);
    if (IS_ERR(file)) {
        return NULL;
    }

    // 讀取目錄條目
    entry = kmalloc(sizeof(struct dirent), GFP_KERNEL);
    if (!entry) {
        filp_close(file, NULL);
        return NULL;
    }

    // 填充 dirent 結構
    entry->d_ino = inode->i_ino;
    entry->d_off = dentry->d_offset;
    strncpy(entry->d_name, dentry->d_name.name, sizeof(entry->d_name) - 1);

    // 關閉文件并返回目錄條目
    filp_close(file, NULL);
    return entry;
}

請注意，這只是一個簡化的示例，實際的 readdir 實現會更復雜，需要處理各種邊界情況和錯誤條件。要查看實際的 Linux 內核源碼，請訪問 Linux 內核官方網站 或使用 Git 克隆內核源碼倉庫。