c - 在目录上使用 `read` 系统调用

Question

我在看 K&R 2 中的一个例子(8.6 示例 - 列出目录)。它是 Linux 命令 ls 或 Windows 的 dir 的精简版本。该示例显示了 opendir、readdir 等函数的实现。我已经尝试并逐字输入代码，但它仍然不起作用。它所做的只是打印一个点(对于当前目录)并退出。

我在代码中(在 readdir 的实现中)发现的一件有趣的事情是它正在调用像 open 和 read 这样的系统调用> 在目录上。像-

int fd, n;
char buf[1000], *bufp;

bufp = buf;
fd = open("dirname", O_RDONLY, 0);
n = read(fd, bufp, 1000);
write(fd, bufp, n);

当我运行这段代码时，即使文件夹名称 "dirname" 中有一些文件，我也没有得到任何输出。

另外，书中还说，该实现是针对Version 7 和 System V UNIX 系统。这就是它不能在 Linux 上运行的原因吗？

这是代码- http://ideone.com/tw8ouX .

那么 Linux 是否不允许对目录进行 read 系统调用？还是其他原因造成的？

Answer 1

在第 7 版 UNIX 中，只有一个 unix 文件系统，其目录有一种简单的磁盘格式:struct direct 数组。阅读它并解释结果是微不足道的。系统调用是多余的。

在现代，Linux 和其他类 unix 系统(ext4、ZFS、NTFS!)可以挂载多种文件系统，其中一些具有复杂的目录格式。您不能对任意目录的原始字节做任何有意义的事情。因此内核承担了为作为抽象对象的目录提供通用接口(interface)的责任。 readdir 是该界面的核心部分。

一些现代的 unices 仍然允许在目录上使用 read()，因为这是他们历史的一部分。 Linux 的历史始于 90 年代，当时很明显目录上的 read() 永远不会有用，因此 Linux 从未允许这样做。

Linux 确实提供了一个 readdir 系统调用，但它不再被广泛使用，因为出现了更好的东西:getdents。 readdir 一次只返回一个目录条目，因此如果您在循环中使用 readdir 系统调用来获取目录中的文件列表，则每次循环迭代都会进入内核。 getdents 将多个条目返回到缓冲区中。

但是，

readdir 是标准接口(interface)，因此 glibc 提供了一个 readdir 函数，它调用 getdents 系统调用而不是 readdir 系统调用。在普通程序中，您会在源代码中看到 readdir，但在 strace 中看到 getdents。 C 库通过缓冲来提高性能，就像它在 stdio 中对常规文件所做的那样，当您调用 getchar() 时它会执行几千字节的 read()一个时间而不是一堆单字节 read()s。

你永远不会在现代 Linux 系统上使用原始的无缓冲 readdir 系统调用，除非你运行一个很久以前编译的可执行文件，或者绕过 C 库。