В дополнение к getcwd() GLIBC имеет несколько других непереносимых процедур. Они избавляют вас от хлопот по управлению буферами и обеспечивают совместимость со старыми системами BSD. Подробности см в getcwd(3).
8.4.3. Перемещение по иерархии: nftw()
Обычной задачей программирования является обработка целых иерархий каталогов: выполнение действий над каждым файлом и каждым каталогом и подкаталогом в целостном дереве. Рассмотрите, например, команду du, которая выводит сведения об использовании диска, 'chown -R', которая рекурсивно изменяет владельцев, или программу find, которая находит файлы, подходящие по определенным критериям.
На данный момент вы знаете достаточно, чтобы написать собственный код для открывания и чтения каталогов вручную, вызова stat() (или lstat()) для каждого элемента и рекурсивной обработки подкаталогов. Однако, такой код трудно сделать правильным; можно выйти за пределы дескрипторов файлов, если вы будете оставлять родительские каталоги открытыми при обработке подкаталогов; нужно решить, обрабатывать ли символические ссылки как таковые или как файлы, на которые они указывают; нужно суметь справиться с каталогами, которые недоступны для чтения или поиска и т.д. Также трудно писать один и тот же код снова и снова, когда он требуется в нескольких приложениях.
8.4.3.1. Интерфейс nftw()
Чтобы избавиться от проблем, System V предложила функцию ftw() («file tree walk» — обход дерева файлов), ftw() осуществляла всю работу по «прохождению» дерева (иерархии) файлов. Вы предоставляете ей указатель на функцию, и она вызывает эту функцию для каждого объекта файла, с которым сталкивается. Ваша функция должна затем обработать каждый объект файловой системы, как считает нужным.
Со временем стало ясно, что интерфейс ftw() не вполне выполнял свою работу;[84] например, первоначально он не поддерживал символические ссылки. По этим причинам к X/Open Portability Guide, который теперь является частью POSIX, была добавлена nftw() («new (новая) ftw()» [важно]). Вот прототип:
#include <ftw.h> /* XSI */
int nftw(const char *dir, /* Отправная точка */
int (*fn)(const char *file, /* Указатель функции на */
const struct stat *sb, /* функцию из четырех аргументов */
int flag, struct FTW *s),
int depth, int flags); /* Максимум открытых fds, флаги */
А вот аргументы:
const char *dir
Строка с именем отправной точки иерархии для обработки.
int (*fn)(const char *file, const struct stat *sb, int flag, struct FTW *s)
Указатель на функцию с данными аргументами. Эта функция вызывается для каждого объекта в иерархии. Подробности ниже.
int depth
Этот аргумент назван неверно. Чтобы избежать выхода за пределы дескрипторов файлов, nftw() держит открытыми не более, чем depth одновременно открытых каталогов. Это не препятствует обработке nftw() иерархий, которые глубже уровня depth, но меньшие значения depth означают, что nftw() придется делать больше работы.
flags
Набор флагов, объединяемых побитовым ИЛИ, которые указывают, как nftw() должна обрабатывать иерархию.
Интерфейс nftw() имеет два отдельных набора флагов. Одни набор контролирует саму nftw() (аргумент flags функции nftw()). Другой набор передается предоставленной пользователем функции, которую вызывает nftw() (аргумент flags для (*fn)()). Однако, интерфейс запутывает, поскольку имена обоих наборов флагов начинаются с префикса 'FTW_'. Мы постараемся сделать все, чтобы это прояснить по ходу дела. В табл. 8.3 представлены флаги, которые контролируют nftw().
Таблица 8.3. Управляющие флаги для nftw()
| Флаг | Значение |
|---|---|
FTW_CHDIR |
При установке перед открытием каждого из каталогов сначала осуществляется переход в него. Это действие более эффективно, но вызывающее приложение должно быть готово оказаться в другом каталоге, когда nftw() завершится |
FTW_DEPTH |
При установке осуществляется «сначала глубокий поиск». Это означает, что все файлы и подкаталоги обрабатываются до того, как будет обработан сам каталог |
FTW_MOUNT |
При установке остается в той же самой смонтированной файловой системе. Это более специализированная опция |
FTW_PHYS |
При установке не следует по символическим ссылкам |
FTW_CHDIR предоставляет большую эффективность; при обработке глубоких иерархий файлов ядру не приходится обрабатывать снова и снова полные пути имен при осуществлении stat() или открытии каталога. Экономия времени для больших иерархий может быть вполне ощутимой.[85]
FTW_DEPTH может быть, а может и не быть тем, что вам нужно; для некоторых приложений это безусловно справедливо. Рассмотрите 'chmod -R u-rx .'. Эта команда удаляет права чтения и исполнения для владельца для всех файлов и подкаталогов в текущем каталоге. Если это изменение прав доступа применено к каталогу до того, как оно применено к содержимому каталога, любые последующие попытки обработки содержимого потерпят неудачу! Поэтому команда должна применяться к каталогу после обработки его содержимого.[86] Справочная страница GNU/Linux nftw(3) отмечает для FTW_PHYS, что «это то, что вам нужно». Это позволяет вам обрабатывать сами символические ссылки, что обычно бывает нужно (Рассмотрите du, она должна подсчитывать занимаемое ссылками пространство отдельно от связанных с ними файлов.)
8.4.3.2. Функция обратного вызова nftw()
После запуска nftw() она вызывает функцию, указатель для которой предоставляете вы. (Такие функции называются функциями обратного вызова (callback functions), поскольку они «вызываются обратно» из библиотечного кода.) Функция обратного вызова получает четыре аргумента:
const char *file
Имя текущего обрабатываемого файла (каталога, символической ссылки и т.д.).
const struct stat *sb
Указатель на struct stat для файла.
int flag
Одно из нескольких значений флагов (описанных ниже), указывающих, какой это вид файла или была ли ошибка для объекта.
struct FTW *s
Эта структура предоставляет две отдельные части информации:
struct FTW {
int base; /* Индекс в файле базовой части имени файла */
84
POSIX стандартизировал ftw() для поддержки существующего кода, а GNU/Linux b коммерческие системы Unix продолжают её поддерживать. Однако, поскольку она недостаточно функциональна, мы не будем больше ее обсуждать. Если интересуетесь, см.
85
У некоторых старых версий GLIBC были проблемы с FTW_CHDIR. Это не относится к GLIBC 2.3.2 и более поздним, и маловероятно, что вы столкнетесь с проблемами —
86
Мы не знаем, почему кому-нибудь может понадобиться делать такое изменение, но философия «что вы просили, то и получили» применяется и здесь! —