Które wywołanie systemowe systemu linux jest używane przez polecenie ls w systemie Linux, aby wyświetlić nazwę folderu/pliku?

Question

Chciałem wiedzieć, które wywołanie systemowe jest używane w Linuksie za pomocą polecenia ls, aby wyświetlić folder (lub nazwę pliku)? Zwłaszcza pliki/foldery zaczynające się od "." (kropka)

Wykonałem polecenie strace ls -a, aby przyjrzeć się wywołaniom systemu. Istnieje wiele wywołań fstat, które występują dla wszystkich pozostałych atrybutów (i-węzeł do zezwoleń). Który z nich faktycznie podaje nazwę?

execve("/bin/ls", ["ls", "-a"], [/* 37 vars */]) = 0 
brk(0)         = 0x1762000 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14025000 
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=109464, ...}) = 0 
mmap(NULL, 109464, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f1c1400a000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libselinux.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\20T\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=121936, ...}) = 0 
mmap(NULL, 2221680, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c13be6000 
mprotect(0x7f1c13c03000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c13e02000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1c000) = 0x7f1c13e02000 
mmap(0x7f1c13e04000, 1648, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c13e04000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/librt.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\340!\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=31752, ...}) = 0 
mmap(NULL, 2128984, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c139de000 
mprotect(0x7f1c139e5000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c13be4000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x6000) = 0x7f1c13be4000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libacl.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0P\33\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=31096, ...}) = 0 
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14009000 
mmap(NULL, 2126312, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c137d6000 
mprotect(0x7f1c137dd000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c139dc000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x6000) = 0x7f1c139dc000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\200\30\2\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=1811128, ...}) = 0 
mmap(NULL, 3925208, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c13417000 
mprotect(0x7f1c135cc000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c137cb000, 24576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1b4000) = 0x7f1c137cb000 
mmap(0x7f1c137d1000, 17624, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c137d1000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\340\r\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=14768, ...}) = 0 
mmap(NULL, 2109704, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c13213000 
mprotect(0x7f1c13215000, 2097152, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c13415000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x2000) = 0x7f1c13415000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\200l\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=135366, ...}) = 0 
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14008000 
mmap(NULL, 2212904, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c12ff6000 
mprotect(0x7f1c1300e000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c1320d000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x17000) = 0x7f1c1320d000 
mmap(0x7f1c1320f000, 13352, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c1320f000 
close(3)        = 0 
access("/etc/ld.so.nohwcap", F_OK)  = -1 ENOENT (No such file or directory) 
open("/lib/x86_64-linux-gnu/libattr.so.1", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
read(3, "\177ELF\2\1\1\0\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0\340\17\0\0\0\0\0\0"..., 832) = 832 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=18552, ...}) = 0 
mmap(NULL, 2113736, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x7f1c12df1000 
mprotect(0x7f1c12df5000, 2093056, PROT_NONE) = 0 
mmap(0x7f1c12ff4000, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x3000) = 0x7f1c12ff4000 
close(3)        = 0 
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14007000 
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14005000 
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7f1c140057c0) = 0 
mprotect(0x7f1c137cb000, 16384, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c12ff4000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c1320d000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c13415000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c139dc000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c13be4000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x7f1c13e02000, 4096, PROT_READ) = 0 
mprotect(0x618000, 4096, PROT_READ)  = 0 
mprotect(0x7f1c14027000, 4096, PROT_READ) = 0 
munmap(0x7f1c1400a000, 109464)   = 0 
set_tid_address(0x7f1c14005a90)   = 4490 
set_robust_list(0x7f1c14005aa0, 0x18) = 0 
futex(0x7fff2e09d99c, FUTEX_WAIT_BITSET_PRIVATE|FUTEX_CLOCK_REALTIME, 1, NULL, 7f1c140057c0) = -1 EAGAIN (Resource temporarily unavailable) 
rt_sigaction(SIGRTMIN, {0x7f1c12ffc750, [], SA_RESTORER|SA_SIGINFO, 0x7f1c13005cb0}, NULL, 8) = 0 
rt_sigaction(SIGRT_1, {0x7f1c12ffc7e0, [], SA_RESTORER|SA_RESTART|SA_SIGINFO, 0x7f1c13005cb0}, NULL, 8) = 0 
rt_sigprocmask(SIG_UNBLOCK, [RTMIN RT_1], NULL, 8) = 0 
getrlimit(RLIMIT_STACK, {rlim_cur=8192*1024, rlim_max=RLIM_INFINITY}) = 0 
statfs("/selinux", {f_type="EXT2_SUPER_MAGIC", f_bsize=4096, f_blocks=238304997, f_bfree=232078639, f_bavail=219973436, f_files=60530688, f_ffree=60120220, f_fsid={-1173666966, -474985328}, f_namelen=255, f_frsize=4096}) = 0 
brk(0)         = 0x1762000 
brk(0x1783000)       = 0x1783000 
open("/proc/filesystems", O_RDONLY)  = 3 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0444, st_size=0, ...}) = 0 
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14024000 
read(3, "nodev\tsysfs\nnodev\trootfs\nnodev\tb"..., 1024) = 328 
read(3, "", 1024)      = 0 
close(3)        = 0 
munmap(0x7f1c14024000, 4096)   = 0 
open("/usr/lib/locale/locale-archive", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3 
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=7220736, ...}) = 0 
mmap(NULL, 7220736, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f1c1270e000 
close(3)        = 0 
ioctl(1, SNDCTL_TMR_TIMEBASE or TCGETS, {B38400 opost isig icanon echo ...}) = 0 
ioctl(1, TIOCGWINSZ, {ws_row=41, ws_col=144, ws_xpixel=0, ws_ypixel=0}) = 0 
openat(AT_FDCWD, ".", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_DIRECTORY|O_CLOEXEC) = 3 
getdents(3, /* 2 entries */, 32768)  = 48 
getdents(3, /* 0 entries */, 32768)  = 0 
close(3)        = 0 
fstat(1, {st_mode=S_IFCHR|0620, st_rdev=makedev(136, 0), ...}) = 0 
mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f1c14024000 
write(1, ". ..\n", 6. .. 
)     = 6 
close(1)        = 0 
munmap(0x7f1c14024000, 4096)   = 0 
close(2)        = 0 
exit_group(0)       = ? 

Answer 1

Większość wywołań systemowych generuje hałas podczas ładowania bibliotek współdzielonych podczas uruchamiania. Ciekawe rzeczy dzieją się tutaj:

openat(AT_FDCWD, ".", O_RDONLY|O_NONBLOCK|O_DIRECTORY|O_CLOEXEC) = 3 
getdents(3, /* 2 entries */, 32768)  = 48 
getdents(3, /* 0 entries */, 32768)  = 0 
close(3) 

Wywołanie systemowe openat(2) służy do otwierania bieżącego katalogu (".") w stosunku do bieżącego katalogu roboczego (flaga AT_FDCWD). Flaga O_DIRECTORY wskazuje, że chce otworzyć katalog i odczytać zawartość katalogu.

Rzeczywiste dane katalogowe są odczytywane za pomocą wywołania systemowego getdents(2). W tym przypadku wywołało to dwa razy, ponieważ dopóki nie zwróci 0, nie jest pewne, czy jest więcej danych, czy nie. Wreszcie deskryptor pliku zostanie zamknięty po zakończeniu.

Jeśli jednak miałbyś napisać swój własny program, nie zadzwoniłbyś do nich bezpośrednio - zamiast tego używałbyś opendir(3), readdir(3) i closedir(3) do czytania katalogu. Są przenośne (zgodne z POSIX) i izolują użytkownika od szczegółów związanych z nim wywołań systemowych. Są również łatwiejsze w użyciu, IMO.

Answer 2

to stat(2) syscall który zapytać o status jakiegoś pliku (być może katalogu); jeśli masz deskryptor pliku (po wystąpieniu open(2) syscall) można użyć fstat(2)

Aby odczytać katalogu, będziesz lepiej użyć funkcji readdir(3) który wywołuje getdents(2) syscall.