操作系统实验-系统命令的实现

一、实验目的：

（1）掌握Linux目录操作方法，包括打开目录、关闭目录、读取目录文件

（2）掌握Linux文件属性获取方法，包括三个获取Linux文件属性的函数、文件属性解析相关的宏

（3）掌握POSIX与ANSI C文件I/O操作方法，包括打开文件、关闭文件、创建文件、读写文件、定位文件

二     、实验原理：

（1）cp命令与命令行参数

UNIX/Linux中通过在shell中输入命令名（或可执行文件名）来启动程序，在命令名（可执行文件名）之后可以跟随一系列字符串（通过空格分割）, 这些字符串就是命令行参数，例如：

cp [参数] <源文件路径> <目标文件路径>

cp /usr/local/src/main.c /root/main.c（文件到文件复制）

cp /usr/local/src/main.c /root （文件到目录复制）

cp –r /usr/local/src /root（递归复制，用于目录到目录的复制）   

（2）实现文件到文件的拷贝

利用POSIX API在Linux系统上编写应用程序，仿写cp命令的部分功能，将源文件复制到另外一个文件或复制到另外一个目录。源文件路径和目标文件路径通过命令行参数来指定

1、将test1.text复制成test2.txt：

    [test@linux test]$ ./mycp /home/test1.txt /usr/test2.txt

2、将test1.txt复制到/tmp目录中：

    [test@linux test]$ ./mycp /home/test1.txt /tmp(目录)

（3）应用程序命令行参数获取

UNIX/Linux中C语言应用程序的启动函数是main

操作系统通过C启动例程来启动C程序，启动例程会从标准输入获取应用程序的命令行参数，并且将这些参数传递给main函数，例如，main函数定义：

    int main(int argc, char* argv[])

形式参数：

argc ：整形，命令行输入参数的个数

argv：字符串数组，以字符串形式存储的命令行参数

（4）打开关闭目录

常用函数：opendir，closedir

头文件：dirent.h

函数定义：

    DIR * opendir(const char * name);

打开参数name指定目录，并使一个目录流与它关联；目录流类似于C库函数中的文件流；失败返回NULL

int closedir(DIR *dir);

关闭指定目录流，释放相关数据结构；成功返回0；失败返回-1。

（5）读取目录文件

常用函数：readdir

头文件：sys/types.h；dirent.h

函数定义：

struct dirent * readdir(DIR * dir);

读取目录流标识的目录文件；目录文件是一系列目录项的列表，每执行一次该函数返回指向当前读取目录项结构的指针；如果到达目录结尾或者有错误发生则返回NULL。

（7）获取文件属性

常用函数：stat，lstat

头文件： sys/stat.h

函数定义：

int stat(const char *path, struct stat *buf);

int lstat(const char *path, struct stat *buf);

两个函数参数相同，功能类似；读取path参数所指定文件的文件属性并将其填充到buf参数所指向的结构体中；对于符号链接文件，lstat返回符号链接文件本身的属性，stat返回符号链接引用文件的文件属性

（8）判断文件类型宏

是否为普通文件: S_ISREG(st_mode)

是否为目录文件 S_ISDIR(st_mode)

是否为字符设备    S_ISCHR(st_mode)

是否为块设备 S_ISBLK(st_mode)

是否为FIFO S_ISFIFO(st_mode)

是否为套接字 S_ISSOCK(st_mode)

是否为符号连接 S_ISLINK(st_mode)

五、实验内容：

利用POSIX API（文件操作也可以使用ANSI C标准I/O库）编程实现cp –r命令，支持将源路径（目录）中的所有文件和子目录，以及子目录中的所有内容，全部拷贝到目标路径（目录）中。

参考代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//文件拷贝函数
void copy_file(const char *src, const char *dst) {
    FILE *source, *destination;
    char ch;
    source = fopen(src, "rb");
    destination = fopen(dst, "wb");
    while ((ch = fgetc(source)) != EOF) {
        fputc(ch, destination);
    }
    fclose(source);
    fclose(destination);
}
//目录拷贝函数
void copy_directory(const char *src, const char *dst) {
    DIR *dir;
    struct dirent *entry;
    struct stat file_stat;
    char src_path[256];
    char dst_path[256];
    dir = opendir(src);
    if (dir == NULL) {
        perror("Error opening source directory");
        exit(-1);
    }
    // 如果目的目录不存在则创建
    mkdir(dst, 0777);
    while ((entry = readdir(dir)) != NULL) {
        // 跳过"."跟".."
        if (strcmp(entry->d_name, ".") == 0 || strcmp(entry->d_name, "..") == 0) {
            continue;
        }
        // 获取源路径跟目的路径
        snprintf(src_path, sizeof(src_path), "%s/%s", src, entry->d_name);
        snprintf(dst_path, sizeof(dst_path), "%s/%s", dst, entry->d_name);
        if (stat(src_path, &file_stat) == -1) {
            perror("Error getting file stat");
            exit(-1);
        }
        if (S_ISDIR(file_stat.st_mode)) {
            // 递归拷贝目录
            copy_directory(src_path, dst_path);
        } else {
            // 拷贝文件
            copy_file(src_path, dst_path);
        }
    }
    closedir(dir);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s source destination\n", argv[0]);
        exit(-1);
    }
    copy_directory(argv[1], argv[2]);
    printf("Copy complete!!!!\n");
    return 0;
}