Linux ls-al命令实现，tree命令实现，不带缓存的文件IO（open,read,write）

shell命令

ls -al  实现

#include <43func.h>
void error_check(int ret, const char *msg) {
    if (ret == -1) {
        perror(msg);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}
 
char get_file_type(mode_t mode) {
    if (S_ISREG(mode)) return '-';//检查给定的文件模式（通常是从 stat 或 lstat 系统调用中获得的）是否表示一个常规文件（regular file）
    if (S_ISDIR(mode)) return 'd';//检查给定的文件模式（通常是从 stat 或 lstat 系统调用中获得的）是否表示一个目录
    if (S_ISCHR(mode)) return 'c';//字符设备（character device）
    if (S_ISBLK(mode)) return 'b';//块设备（block device）
    if (S_ISFIFO(mode)) return 'p';// FIFO（First In First Out，先进先出）文件，也称为命名管道（named pipe）。
    if (S_ISLNK(mode)) return 'l';//符号链接（symbolic link），也称为软链接
    if (S_ISSOCK(mode)) return 's';//套接字（socket）文件
    return '?';
}
 
char * get_permissions(mode_t mode) {
    static char permissions[10];
    strcpy(permissions, "rwxrwxrwx");
    permissions[9] = '\0';
    for (int i = 0; i < 9; ++i) {
        if (!(mode & (1 << (8 - i)))) {//把权限位从后往前移，i=0,把1左移八位,0代表true，1代表flase；
            permissions[i] = '-';
        }
    }
    return permissions;
}
 
int main(int argc, char *argv[]) {
    ARGS_CHECK(argc,2);
    DIR *dirp = opendir(argv[1]);
    ERROR_CHECK(dirp,NULL,"opendir");
    int ret = chdir(argv[1]);文件名只有在当前目录下才是路径,改变工作路径
    ERROR_CHECK(ret,-1,"chdir");
    struct dirent *pdirent;
    struct stat statbuf;
    
    while ((pdirent = readdir(dirp)) != NULL) {
        ret = stat(pdirent->d_name, &statbuf);//文件名只有在当前目录下才是路径
        ERROR_CHECK(stat,-1,"stat");
        char file_type = get_file_type(statbuf.st_mode);
        char *permissions = get_permissions(statbuf.st_mode);
        struct passwd *pw = getpwuid(statbuf.st_uid);//getpwuid 函数用于根据给定的用户ID（UID）检索用户信息
        struct group *gr = getgrgid(statbuf.st_gid);//getgrgid 函数用于根据给定的组ID（GID）检索组信息
        char mtime[20];
        strftime(mtime, 20, "%b %d %H:%M", localtime(&statbuf.st_mtime));
        printf("%c%s %ld %s %s %8ld %s %s\n",
               file_type, permissions, statbuf.st_nlink,
               pw ? pw->pw_name : "unknown", gr ? gr->gr_name : "unknown",
               (long) statbuf.st_size, mtime, pdirent->d_name);
    }
    closedir(dirp);
    return 0;
}

stat配合目录流（目录流==链表加指针链表结点目录项dirent）

opendir，closedir，readdir。

const char *restrict pathname:路径（文件名和路径不完全对等，（文件名在当前目录下才对等））

struct stat *restrict statbuf:被调函数通过传入传出参数给主调函数传递信息。

传递信息优先用传入传出参数，返回值用于报错。

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文件类型和权限     硬链接数 所有者用户ID 用户组ID  文件大小 最后修改时间 （名字（dirent））

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文件类型：

权限：

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查找用户名

getpwuid：

        struct passwd *pw = getpwuid(statbuf.st_uid);//getpwuid 函数用于根据给定的用户ID（UID）检索用户信息

        struct group *gr = getgrgid(statbuf.st_gid);//getgrgid 函数用于根据给定的组ID（GID）检索组信息

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用户组名：

/etc/group：

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日历时间：

把计算机时间转换为日历时间。

用time_t获取时间，

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返回标准日历时间（带有换行的字符串）

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格林威治时间：

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本地时间：

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 tree 命令的实现：

深度优先遍历，栈或递归；优先采用递归（广度优先遍历用队列）

递归（大问题->小问题->找到最小问题）

大树->访问根，访问所有子树，叶子结点->访问根，没有孩子直接返回。

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不带缓冲的文件IO（直接调用内核，不用用户态）：

读文件用文件流，用到用户态和系统调用：

内核有一个struct file（文件对象），里面有一个内核文件缓冲区；

在struct file 中读写数据--逻辑上直接操作硬件

数组里面存地址的指针，用户通过访问数组下标来访问指针地址（实现不给用户直接访问硬件资源的功能）

 文件描述符（file descriptor）：非负整数，用来访问某个具体的文件对象。（类似于上面数组的下标），默认数组下标0，1，2分别是stdin，stdout，stderr。

ll /dev ：

open：

字符串：路径，flages（int类型32bit）

每一个属性都是某一位为1其余位为0，多个独立属性共存用或（|）

常见的文件描述符（umask）flages（int类型32bit）：（flag的选择）

将默认权限中的特定位关闭，以提高系统的安全性

打开方式必须三选一。三种打开方式彼此互斥。

如果存在O_CREAT,就要使用三参数版本的open。

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1. 标准输入（stdin）：文件描述符为0。这通常是键盘输入或者从其他进程通过管道（pipe）或重定向（redirection）传递过来的数据。

2. 标准输出（stdout）：文件描述符为1。这是程序用于输出信息的地方，通常默认是终端（命令行界面）或者写入到文件中。

3. 标准错误（stderr）：文件描述符为2。与标准输出类似，但是用于输出错误信息。这样，在编写程序时，可以将正常的输出和错误输出分别处理，比如分别重定向到不同的文件或管道。

在程序启动之后，如果它打开新的文件、套接字（socket）或其他类型的I/O资源，那么将会使用更高的文件描述符编号，通常是从3开始递增。这些额外的文件描述符由操作系统内核分配和管理，以确保每个打开的文件或资源都有一个唯一的标识。

fd ，文件描述符会选择最小可用的，当stdin，stdout，stderr占用了该012三位后testFile的文件描述符变为3.

O_RDONLY

O_WRONLY

O_RDWR

使用chmod u-r testFile 移除testFile的用户对读权限后，再使用open的读写方式打开会出现权限拒绝许可的提示。

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umask码（掩码）

O_CREAT

umask 命令在 Linux 和 Unix 系统中用于设置用户文件创建时的默认权限掩码。这个掩码决定了新创建的文件或目录的初始权限。具体来说，umask 决定了哪些权限会被从默认权限中“剥夺”或“屏蔽”掉。

计算实际权限：

当创建新文件或目录时，系统会使用默认的权限减去 umask 掩码来确定新文件或目录的初始权限。例如，如果默认的文件权限是 0666，并且 umask 设置为 022，则新文件的实际权限将是 0666 - 022 = 0644（即 rw-r--r--）。

当 flags 参数中包含了 O_CREAT 时，open 函数的第三个参数就变得有意义了。这个参数是文件权限，用于指定新创建文件的权限。

创建文件的行为总是收到umask码的影响，

成功返回一个文件描述符；失败返回-1；

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O_EXCL 确保创建新的文件

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O_TRUNC 清空文件内容，如果文件存在则将文件的长度截至0

fopen底层是调用了open的属性；

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读写文件

read

文件对象中的指针数组通过文件描述符指向文件对象，读操作通过文件描述符取到文件对象存入缓冲内存buf中。所以buf是传入传出参数；count 表示多少个字节；

echo -n ： 不在输出的末尾添加一个换行符 

echo -n 0 > file :向file文件末尾添加0，不换行

od -h   file     :显示file的十六进制

vim编辑器中使用:%!xxd   显示16进制；

文本文件：底层是ASCII码的序列，以字符串形式读写

二进制文件：底层不是ASCII的序列

（文件怎么写就怎么读）

int main(int argc, char *argv[]) {  
//     ARGS_CHECK(argc, 2);  
  
//     int fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR); // 添加O_CREAT和权限  
//     ERROR_CHECK(fd, -1, "open");  
  
//     printf("fd = %d\n", fd);  
  
//     char buf[10];  
//     ssize_t bytesRead = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1); // 读取时留一个位置给'\0'  
//     if (bytesRead == -1) {  
//         perror("read");  
//         exit(EXIT_FAILURE);  
//     }  
//     buf[bytesRead] = '\0'; // 确保buf是一个有效的C字符串  
//     puts(buf);  
  
//     close(fd);  
  
//     return 0;  
// }

read的返回值：

>0 :成功读取了字符数；小于等于count；

=0：EOF；

-1： 报错；

count 是申请内存的大小；read之前清空buf；

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write

写入文本数据；

 

写入二进制数据：读取二进制数据

读写二进制文档所需要的空间比读取文本文档所需要的空间小，这主要是由于二进制和文本文件在存储和表示数据时的差异