如何寫Linux下的tar打包軟件？

相信你對 linux 的 .tar.gz 有點(diǎn)熟悉，這就是先 tar 打包（.tar 后綴），再對此 tar 文件用 gzip 壓縮（.tar.gz）的后綴名。

值得注意的是， tar 不是壓縮軟件，它只做把一堆文件/文件夾打包到一個(gè)文件（tar 文件）里的事情，而文件聯(lián)系，文件權(quán)限，相對的路徑等都會給你保存好。一開始設(shè)計(jì)是 tar 跟 gzip 只做一件事情，各司其事，后來發(fā)現(xiàn)太麻煩了，于是就把壓縮功能整合到 tar 里了。

- Create a gzipped archive：

tar czf target.tar.gz file1 file2 file3

最近學(xué)習(xí) OS 時(shí)寫了一個(gè)類似 tar 的項(xiàng)目，那么今天就趁熱打鐵簡單說一下如何寫一個(gè)打包軟件，這個(gè)軟件會將重復(fù)的文件內(nèi)容通過 md5 比較，復(fù)用舊的內(nèi)容。

基本單位 block

block 可以理解為文件系統(tǒng)的最小單位，分別有以下類型：

?directory block，文件夾 block，存儲文件夾 meta 信息；

?file block，文件 block，存儲文件 meta 信息；

?data block，只用來存文件內(nèi)容；

Directory block，注意的是 entry 里要有 fileindex 來存儲重復(fù)文件的 name 的下標(biāo)。同時(shí)，給 項(xiàng)目一個(gè) root dir。

typedef struct {

char name［SIFS_MAX_NAME_LENGTH］; // name of the directory

time_t modtime; // time last modified 《- time（）

uint32_t nentries;// 文件夾內(nèi)的文件/文件夾數(shù)量

struct {

SIFS_BLOCKID blockID; // subdirectory 或者 file 的 blockID

uint32_t fileindex; // 重復(fù)文件的不同名字

} entries［SIFS_MAX_ENTRIES］;

} SIFS_DIRBLOCK;

文件 Block，length 就是有多少 bytes 的文件內(nèi)容，之后用來算有多少個(gè) data block，firstblockID 記錄第一個(gè)數(shù)據(jù) block 的 id，nfiles 記錄有多少重復(fù)內(nèi)容的文件數(shù)量了，filenames 就是重復(fù)此文件 block 的文件內(nèi)容的文件名字。

typedef struct {

time_t modtime; // time first file added 《- time（）

size_t length; // length of files‘ contents in bytes

unsigned char md5［MD5_BYTELEN］;//the MD5 cryptographic digest （a summary） of the files’ contents

SIFS_BLOCKID firstblockID;// the block number （blockID） of the files‘ first data-block

uint32_t nfiles; // n files with identical contents

char filenames［SIFS_MAX_ENTRIES］［SIFS_MAX_NAME_LENGTH］;// an array of each same file’s name and its modification time.

} SIFS_FILEBLOCK;

bitmaps數(shù)組，記錄了每個(gè) block 的類型，有：文件、文件夾以及data block 三種類型。

通用函數(shù)

就讓大家看看關(guān)鍵函數(shù)好了：

讀 tar 后的文件的 meta 頭，記錄了 block 的大?。?blocksize） 以及多少個(gè) blocks。

void read_vol_header（FILE *vol， SIFS_VOLUME_HEADER *header） {

fread（header， sizeof（SIFS_VOLUME_HEADER）， 1， vol）;

printf（“header-》blocksize %zu， header-》nblocks %u

”， header-》blocksize ， header-》nblocks）;

}

bitmap，每次操作 tar 文件都要讀的。

void read_bitmap（FILE *vol， SIFS_BIT *bitmap， int nblocks） {

int size = nblocks * sizeof（SIFS_BIT）;

fread（bitmap， size， 1， vol）;

}

root_block 同理，讀和寫啥東西都要從 root block、root dir 出發(fā)。

void read_root_block（FILE *vol， SIFS_DIRBLOCK *dirblock）{

fread（dirblock， sizeof（SIFS_DIRBLOCK）， 1， vol）;

printf（“read_root_block finish， dirblock.name： %s， dirblock.entrieds： %d， dirblock.modtime %ld

”， dirblock-》name， dirblock-》nentries，dirblock-》modtime）;

}

路徑嘛，你懂的，。/sifs_put volumn ~/res.txt /dirB/subdirB/subsubdir/newfileB，要讀的內(nèi)容可以靠 read 函數(shù)解決，但是寫到 tar 文件里的就要手動解析遞歸查路徑了。

void read_route_names（char* pathname， char** route_names， int *route_cnt） {

char *dir;

char *pathname_to_split = copyStr（pathname）;

strcpy（pathname_to_split， pathname）;

while （（dir = strsep（&pathname_to_split， “/”）） ！= NULL） {

route_names［*route_cnt］ = copyStr（dir）;

（*route_cnt）++;

}

}

以上幾乎是 mkdir，rmdir，writefile，readfile，putfile 等等操作都要做的。

實(shí)現(xiàn)

然后，應(yīng)該舉一個(gè) readfile 的例子就可以做代表了。

int recursive_dirinfo（SIFS_DIRBLOCK *cur_dir_block， char **route_names， int route_name_p， int route_cnt）;

實(shí)現(xiàn)：

int recursive_dirinfo（SIFS_DIRBLOCK *cur_dir_block， char **route_names， int route_name_p， int route_cnt） {

for（int i=0; i《cur_dir_block-》nentries ; i++） {

int blockid = cur_dir_block-》entries［i］.blockID;

if（bitmap［blockid］==SIFS_DIR） {

SIFS_DIRBLOCK dirblock;

int start = sizeof（SIFS_VOLUME_HEADER） + header.nblocks*sizeof（SIFS_BIT）;

read_dir_block（vol， &dirblock， blockid * blocksize， start）;

if（strcmp（dirblock.name， route_names［route_name_p］） == 0） {

if（route_name_p+2 == route_cnt） {

return do_read_file（cur_dir_block， route_names［route_name_p+1］， blockid）;

}

return recursive_dirinfo（&dirblock， route_names， route_name_p+1， route_cnt）;

}

}

}

return 1;

}

以``。/sifs_put volumn ~/res.txt /dirB/subdirB/subsubdir/newfileB 為例子，如果遞歸找到 subsubdir`這個(gè)文件夾 block，進(jìn)行相應(yīng)操作：

?寫文件就往 bitmap 一直找沒有用過的 block，夠?qū)懳募蛯戇M(jìn)去，文件夾更新一下信息。

?讀文件就是根據(jù)此文件夾 block，找里面的 newfileB

int do_read_file（SIFS_DIRBLOCK *parent_dir， char *filename， int parent_dir_block） {

printf（“do_find_file_info， filename %s

”， filename）;

for（int i=1; i《header.nblocks ; i++） {

SIFS_FILEBLOCK fileblock;

if（bitmap［i］==SIFS_FILE） {

int start = sizeof（SIFS_VOLUME_HEADER） + header.nblocks*sizeof（SIFS_BIT）;

read_file_block（vol， &fileblock， i * blocksize， start）;

*nbytes = fileblock.length;

int need_data_blocks = *nbytes / header.blocksize;

if（strcmp（fileblock.filenames［0］， filename） == 0） {

for（int d_block_id = fileblock.firstblockID; d_block_id - i -1 《 need_data_blocks; d_block_id++） {

read_data_block（vol， （char*）（*data）+（d_block_id - i -1）， blocksize， d_block_id * header.blocksize， start）;

}

return 0;

}

}

}

return 1;

}

而真實(shí)的 tar 自然更復(fù)雜，還要記錄用戶權(quán)限、用戶、group文件等等：

struct posix_header

{ /* byte offset */

char name［100］; /* 0 */ 文件名

char mode［8］; /* 100 */ 用戶權(quán)限

char uid［8］; /* 108 */ user id

char gid［8］; /* 116 */ group id

char size［12］; /* 124 */ 文件大小

char mtime［12］; /* 136 */ 修改時(shí)間

char chksum［8］; /* 148 */ 校驗(yàn)值

char typeflag; /* 156 */ 文件類型標(biāo)志

char linkname［100］; /* 157 */ 符號鏈接指向

char magic［6］; /* 257 */

char version［2］; /* 263 */

char uname［32］; /* 265 */ user name

char gname［32］; /* 297 */ group name

char devmajor［8］; /* 329 */ 設(shè)備文件 major

char devminor［8］; /* 337 */ 設(shè)備文件 minor

char prefix［155］; /* 345 */

/* 500 */

};

文件類型標(biāo)志定義，包含了所有 Unix 系統(tǒng)中的文件類型

#define REGTYPE ‘0’ /* regular file */

#define LNKTYPE ‘1’ /* link */

#define SYMTYPE ‘2’ /* reserved */

#define CHRTYPE ‘3’ /* character special */

#define BLKTYPE ‘4’ /* block special */

#define DIRTYPE ‘5’ /* directory */

#define FIFOTYPE ‘6’ /* FIFO special */

#define CONTTYPE ‘7’ /* reserved */

概覽如此，寫起來其實(shí)有點(diǎn)煩 - = -，有興趣的讀者可以寫寫。

原文標(biāo)題：帶你寫一個(gè) linux 下的打包軟件 tar

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