不同架构下readdir() 返回值中 struct dirent.d_type 的取值差异与解决方法

一、问题背景

在 Linux 系统中，readdir() 是最常用的目录遍历函数之一。
其返回值为一个指向 struct dirent 的指针，该结构定义在 <dirent.h> 中，用于描述目录项的基本信息。
结构体的核心成员包括：

struct dirent {
    ino_t          d_ino;       /* inode 编号 */
    off_t          d_off;       /* 下一个目录项偏移量 */
    unsigned short d_reclen;    /* 目录项长度 */
    unsigned char  d_type;      /* 文件类型 */
    char           d_name[];    /* 文件名 */
};

其中 d_type 字段是一个枚举值，用于指示当前目录项的类型。常见取值如下：

在理论上，d_type 的值应准确反映文件系统中文件的类型。然而在实际开发中，尤其是在跨架构或跨文件系统环境下，该字段的行为存在较大差异。

二、d_type 字段的取值依赖性

1. 依赖于文件系统类型

d_type 字段的取值完全由文件系统驱动在实现 readdir() 接口时填充。
不同文件系统是否支持该字段并没有统一要求。例如：

程序若依赖 d_type 判断文件类型，在上述不支持的文件系统上将无法获得正确结果。

2. 依赖于内核版本与体系结构

在部分嵌入式平台（如 ARM、MIPS 等）上，内核对轻量化文件系统的支持程度不同。
这些文件系统往往以节省空间和性能为首要目标，可能省略对 d_type 的填充逻辑。
因此，比如博主遇到的问题就是在 x86 平台上调试正常的代码，移植到 ARM 时，readdir() 返回的所有 d_type 值都是 DT_UNKNOWN。

这种情况还常见于：

• 嵌入式 Linux 系统（如 OpenWrt、Yocto、BusyBox 环境）
• 挂载了 NFS 网络文件系统的嵌入式板卡
• FAT 文件系统上的 SD 卡访问

三、潜在问题

当程序直接依赖 d_type 判断文件类型时，如果文件系统未提供该信息，可能导致以下问题：

if (entry->d_type != DT_REG)
    continue;

在不支持 d_type 的平台上，entry->d_type 恒为 DT_UNKNOWN (0)，因此该判断会跳过所有文件。
程序的表现可能是：

• 目录遍历结果为空；
• 文件筛选逻辑失效；
• 日志中显示“未找到文件”或“无效文件类型”。

四、兼容性解决方案

1. 使用 stat() 或 lstat() 验证文件类型

最可靠的方式是放弃对 d_type 的依赖，改用 stat() 获取文件的元信息：

struct stat st;
snprintf(fullpath, sizeof(fullpath), "%s/%s", dir_path, entry->d_name);
if (stat(fullpath, &st) != 0)
    continue;
if (!S_ISREG(st.st_mode))
    continue;

stat() 系统调用由文件系统驱动统一实现，所有类型的 Linux 文件系统都能返回准确的文件属性，因此具有最好的可移植性。

2. 兼容性折中方案：先判断 d_type，再回退到 stat()

为了在常规文件系统上保持性能，可以采用混合方案：

if (entry->d_type == DT_REG) {
    // 普通文件，直接处理
} else if (entry->d_type == DT_UNKNOWN) {
    // 未知类型，使用 stat() 确认
    struct stat st;
    snprintf(fullpath, sizeof(fullpath), "%s/%s", dir_path, entry->d_name);
    if (stat(fullpath, &st) != 0)
        continue;
    if (!S_ISREG(st.st_mode))
        continue;
} else {
    // 其他类型跳过
    continue;
}

这种写法在支持 d_type 的文件系统上性能最优，在不支持的系统上仍可正常工作。

五、验证方法

可以通过打印 d_type 的值快速确认平台行为：

printf("name: %-20s d_type: %d\n", entry->d_name, entry->d_type);

若输出结果中所有文件的 d_type 均为 0，则表示该文件系统不支持该字段。
同时，可使用以下命令查看挂载的文件系统类型：

cat /proc/mounts

结果示例：

/dev/root / ext4 rw,relatime 0 0
/dev/mmcblk0p1 /mnt/sdcard vfat rw,relatime 0 0
192.168.1.10:/data /mnt/nfs nfs rw,vers=3 0 0

若为 nfs、vfat 或嵌入式闪存文件系统，则 d_type 可能不可用。

六、结论

• readdir() 返回的 struct dirent.d_type 字段不是跨平台保证的值。
• 其正确性依赖于文件系统实现、内核版本以及架构特性。
• 在编写需要跨架构或跨文件系统运行的程序时，应避免直接依赖 d_type 进行类型判断。
• 最安全的做法是通过 stat() 或 lstat() 获取文件类型，这种方式符合 POSIX 标准并具备最强的可移植性。

七、参考资料

• man 3 readdir
• POSIX Specification - readdir()