是什么决定了 getdents 返回目录条目的顺序？

Question

背景是我有一个现有的应用程序，其中列出了目录条目； strace 显示它只是调用 getdents 并按返回的顺序列出它们。我希望它们以与不带参数调用 ls 相同的顺序显示。是否可以通过某种方式更新目录数据来实现此目的？

FS 是 ext4，如果这有什么区别的话。

Answer 1

如果您真的决心更改此程序的行为（我假设您没有可用的源代码），您可以使用LD_PRELOAD 将调用挂钩到 opendir 和 readdir 并将其替换为您的自己的排序包装器。此类挂钩的示例如下：

#define _GNU_SOURCE 1
#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <dlfcn.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct __dirstream
{
  int __fd;
  char *__data;
  size_t __allocation;
  size_t __offset;
  size_t __size;
  struct dirent __entry;
};

typedef struct _dirent_list {
  struct dirent *value;
  struct _dirent_list *next;
} dirent_list;

typedef struct _my_DIR {
  struct __dirstream orig;
  dirent_list *first_entry;
  int first_readdir;
} my_DIR;

DIR *opendir(const char *name) {
  DIR *(*orig_opendir)(const char*) = dlsym(RTLD_NEXT, "opendir");
  DIR *dir = orig_opendir(name);

  // save additional information along with the
  // original DIR structure
  my_DIR *my_dir = calloc(1, sizeof(*my_dir));
  my_dir->first_readdir = 1;
  memcpy(my_dir, dir, sizeof(*dir));
  return (DIR*)my_dir;
}

struct dirent *readdir(DIR *dir) {
  struct dirent *(*orig_readdir)(DIR*) = dlsym(RTLD_NEXT, "readdir");
  my_DIR *my_dir = (my_DIR*)dir;
  dirent_list *item;

  if (my_dir->first_readdir) {
    struct dirent *entry;
    while ((entry = orig_readdir(dir))) {
      // exercise for the reader:
      // implement insertion sort here 
      item = calloc(1, sizeof(*item));
      item->value = entry;
      item->next = my_dir->first_entry;
      my_dir->first_entry = item;
    }
    my_dir->first_readdir = 0;
  }

  if (!my_dir->first_entry)
    return NULL;

  item = my_dir->first_entry;
  struct dirent *result = item->value;
  my_dir->first_entry = item->next;
  free(item);

  return result;
}

它重写 opendir 和 readdir 以相反的顺序返回条目（您也可以调整它以进行排序）。这就是您如何将它与程序 test 一起使用，该程序只是按照收到的顺序列出目录条目：

$ gcc -Wall -shared -fPIC -o libhookdir.so hookdir.c -ldl
$ ./test
..
test
.
hookdir.c
libhookdir.so
test.c
$ LD_PRELOAD=./libhookdir.so ./test
test.c
libhookdir.so
hookdir.c
.
test
..

哈！这有效。我们刚刚挂接了一个 libc 函数。

Answer 2

不，您无法操作文件系统元数据，使 getdents(2) 按照与 ls(1) 应用的排序顺序相同的顺序返回整个目录目录完整。

您始终可以修改程序以使用 ls(1) 提供的相同算法对条目进行排序，尽管这至少需要 O(N) 内存和 O(N Log N) 时间来对目录进行排序N 个条目。您必须决定是否值得实施、内存和时间，以与 ls(1) 相同的方式进行排序。