linux - 执行 `ls *.c` 时内部会发生什么？

Question

我最近对 ​​Linux 内部结构很感兴趣，目前正试图了解它是如何工作的。

我知道当我输入 ls

• opendir() - 函数被调用；
• readdir() - 为目录数据存储中的每个目录条目调用的函数；
• stat() - 如果需要，可以调用函数以获取有关文件的其他信息。

如有遗漏或有误，请指正。

对我来说神秘的部分是文件名扩展(globbing)。

我比较了 strace ls 的输出

open(".", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_DIRECTORY|O_CLOEXEC) = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFDIR|0755, st_size=270336, ...}) = 0
getdents(3, /* 14 entries */, 32768)    = 440
getdents(3, /* 0 entries */, 32768)     = 0
close(3)                                = 0
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 1), ...}) = 0
write(1, "2q.c  ds.c  fglob  fnoglob\n", 272q.c  ds.c  fglob  fnoglob

和strace ls *.c,

stat("2q.c", {st_mode=S_IFREG|0664, st_size=0, ...}) = 0
lstat("2q.c", {st_mode=S_IFREG|0664, st_size=0, ...}) = 0
stat("ds.c", {st_mode=S_IFREG|0664, st_size=0, ...}) = 0
lstat("ds.c", {st_mode=S_IFREG|0664, st_size=0, ...}) = 0
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0
write(1, "2q.c  ds.c\n", 112q.c  ds.c
)            = 11

根据我有限的知识可以看出，在第一种情况下，它的行为确实符合我的预期 open, stat 后跟 getdents。

但是后一个，shell 通配符对我来说不是很清楚，因为它已经有一个文件列表，与模式匹配。这个列表是从哪里来的？

谢谢!

Answer 1

在调用实用程序之前，命令行上的 Shell globbing 模式由 shell 扩展。

您可以通过使用 set -x 在 shell 中启用跟踪来看到这一点:

$ set -x
$ ls -l f*
+ ls -l file1 file2 file3
-rw-r--r--  1 kk  wheel  0 May 11 16:49 file1
-rw-r--r--  1 kk  wheel  0 May 11 16:49 file2
-rw-r--r--  1 kk  wheel  0 May 11 16:49 file3

如您所见，shell 会告诉您它调用了什么命令(在 + 提示符下)，此时它已经在命令行上扩展了模式。

ls 命令不进行文件名匹配。事实上，如果您单引号 globbing 模式以保护它不受 shell 的影响，ls 一定会混淆:

$ ls -l 'f*'
+ ls -l f*
ls: f*: No such file or directory

(当然，除非当前目录中确实存在名为 f* 的内容)。