フォルダー/ファイル名を表示するためにLinuxのlsコマンドで使用されるLinuxシステムコールはどれですか？

Question

フォルダー（またはファイルの名前）を表示するためにlsコマンドによってLinuxで使用されているシステムコールを知りたいですか？特に「。」で始まるファイル/フォルダ（ドット）

strace ls -aコマンドを実行して、システムコールを確認しました。他のすべての属性（iノードから権限）に対して発生するfstat呼び出しがたくさんあります。どちらが実際にその名前を付けていますか？

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

ほとんどのシステムコールには、起動時に共有ライブラリをロードすることによるノイズがあります。ここで興味深いことが起こります。

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)  

openat(2) システムコールは、現在の作業ディレクトリ（"."フラグ）を基準にして現在のディレクトリ（AT_FDCWD）を開くために使用されます。 O_DIRECTORYフラグは、ディレクトリを開いてディレクトリの内容を読み取りたいことを示します。

実際のディレクトリデータは、 getdents(2) システムコールを使用して読み取られます。この場合、0を返すまで、データがまだあるかどうかわからないため、2回呼び出しました。最後に、ファイル記述子は完了後に閉じられます。

ただし、独自のプログラムを作成する場合は、これらを直接呼び出すのではなく、 opendir(3) を使用します。 readdir(3) 、および closedir(3) ディレクトリを読み取ります。これらは移植可能（POSIX準拠）であり、基盤となるシステムコールの詳細からユーザーを保護します。また、IMOの方が使いやすいです。

Answer 2

あるファイル（おそらくディレクトリ）のステータスを照会するのは stat（2） syscallです。 （open(2) syscallの後の）ファイル記述子がある場合は、 fstat（2） を使用できます。

ディレクトリを読み取るには、 getdents（2） syscallを呼び出すreaddir(3)関数を使用することをお勧めします。