C++实现tar包解析

灰太狼 2022-05-08 03:38 377阅读 0赞

原文地址：https://blog.csdn.net/fengbingchun/article/details/54773586?utm\_source=copy

tar(**t**ape **ar**chive)是Unix和类Unix系统上文件打包工具，可以将多个文件合并为一个文件，使用tar工具打出来的包称为tar包。一般打包后的文件名后缀为”.tar”，也可以为其它。tar代表未被压缩的tar文件，已被压缩的tar文件则追加压缩文件的扩展名，如经过gzip压缩后的tar文件，扩展名为”.tar.gz”。在windows系统中用WinRAR也可以解压缩打开tar包。tar文件格式已经成为POSIX标准，最初是POSIX.1-1998，目前是POSIX.1-2001.

tar中的数据都是以512字节为单位。tar由两部分组成即头部+内容，其中头部是512字节的头部结构，内容是存放一个文件内容的地方。

tar文件格式的详细介绍可以参考：[https://en.wikipedia.org/wiki/Tar\_(computing)\#File\_header][https_en.wikipedia.org_wiki_Tar_computing_File_header]

通过执行以下命令生成测试tar包：

tar -cvf test.tar *

test.tar中包含两个文件blog\_info.txt和github\_info.txt.

其中blog\_info.txt文件内容如下：

name: fengbingchun
    address: http://blog.csdn.net/fengbingchun?viewmode=contents

github\_info.txt文件内容如下：

name: fengbingchun
    address: https://github.com/fengbingchun

实现代码tar.hpp:

#ifndef FBC_MESSY_TEST_TAR_HPP_
    #define FBC_MESSY_TEST_TAR_HPP_
     
    #include <vector>
    #include <string>
     
    /* reference:
        http://www.gnu.org/software/tar/manual/html_node/Standard.html
        http://stackoverflow.com/questions/2505042/how-to-parse-a-tar-file-in-c
        http://directory.fsf.org/wiki/Libtar
        http://work.freenet59.ru/svn/pkgsrc_haiku/trunk/archivers/libarchive/files/contrib/untar.c
        https://codeistry.wordpress.com/2014/08/14/how-to-parse-a-tar-file/
        http://stackoverflow.com/questions/17862383/how-to-know-the-files-inside-the-tar-parser
        https://en.wikipedia.org/wiki/Tar_(computing)
    */
     
    /* tar Header Block, from POSIX 1003.1-1990.  */
     
    /* POSIX header.  */
     
    typedef struct posix_header
    {                                     /* byte offset */
        char name[100];               /*   0 */
        char mode[8];                 /* 100 */
        char uid[8];                  /* 108 */
        char gid[8];                  /* 116 */
        char size[12];                /* 124 */
        char mtime[12];               /* 136 */
        char chksum[8];               /* 148 */
        char typeflag;                /* 156 */
        char linkname[100];           /* 157 */
        char magic[6];                /* 257 */
        char version[2];              /* 263 */
        char uname[32];               /* 265 */
        char gname[32];               /* 297 */
        char devmajor[8];             /* 329 */
        char devminor[8];             /* 337 */
        char prefix[155];             /* 345 */
                                          /* 500 */
    } tar_posix_header;
     
    /*
        location  size  field
        0         100   File name
        100       8     File mode
        108       8     Owner's numeric user ID
        116       8     Group's numeric user ID
        124       12    File size in bytes
        136       12    Last modification time in numeric Unix time format
        148       8     Checksum for header block
        156       1     Link indicator (file type)
        157       100   Name of linked file
    */
     
    #define TMAGIC   "ustar"        /* ustar and a null */
    #define TMAGLEN  6
    #define TVERSION "00"           /* 00 and no null */
    #define TVERSLEN 2
     
    /* Values used in typeflag field.  */
    #define REGTYPE  '0'            /* regular file */
    #define AREGTYPE '\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 */
     
    class TarFile {
    public:
        TarFile(const char* tar_name);
        bool IsValidTarFile();
        std::vector<std::string> GetFileNames();
        bool GetFileContents(const char* file_name, char* contents);
        size_t GetFileSize(const char* file_name);
        size_t GetTarSize();
        ~TarFile();
    private:
        FILE* file;
        size_t size;
        std::vector<std::string> file_names;
        std::vector<size_t> file_sizes;
        std::vector<size_t> file_data_start_addrs;
    };
     
    int test_tar();
     
    #endif // FBC_MESSY_TEST_TAR_HPP_

tar.cpp：

#include "tar.hpp" 
    TarFile::TarFile(const char* tar_name)
        : file(nullptr), size(0)
    {
        file_names.clear();
        file_sizes.clear();
        file_data_start_addrs.clear();
        file = fopen(tar_name, "rb");
    }
     
    TarFile::~TarFile()
    {
        if (file) {
            fclose(file);
            file = nullptr;
        }
        file_names.clear();
        file_sizes.clear();
        file_data_start_addrs.clear();
    }
     
    bool TarFile::IsValidTarFile()
    {
        if (!file) return false;
     
        const int block_size{ 512 };
        unsigned char buf[block_size];
        tar_posix_header* header = (tar_posix_header*)buf;
        memset(buf, 0, block_size);
     
        fseek(file, 0, SEEK_END);
        size = ftell(file);
        fseek(file, 0, SEEK_SET);
        if (size % block_size != 0) {
            fprintf(stderr, "tar file size should be a multiple of 512 bytes: %d\n", size);
            return false;
        }
     
        size_t pos{ 0 };
     
        while (1) {
            size_t read_size = fread(buf, block_size, 1, file);
            if (read_size != 1) break;
            if (strncmp(header->magic, TMAGIC, 5)) break;
     
            pos += block_size;
            size_t file_size{0};
            sscanf(header->size, "%lo", &file_size);
            size_t file_block_count = (file_size + block_size - 1) / block_size;
     
            switch (header->typeflag) {
                case '0': // intentionally dropping through
                case '\0':
                    // normal file
                    file_sizes.push_back(file_size);
                    file_names.push_back(std::string(header->name));
                    file_data_start_addrs.push_back(pos);
                    break;
                case '1':
                    // hard link
                    break;
                case '2':
                    // symbolic link
                    break;
                case '3':
                    // device file/special file
                    break;
                case '4':
                    // block device
                    break;
                case '5':
                    // directory
                    break;
                case '6':
                    // named pipe
                    break;
                default:
                    break;
            }
     
            pos += file_block_count * block_size;
            fseek(file, pos, SEEK_SET);
        }
     
        fseek(file, 0, SEEK_SET);
     
        return true;
    }
     
    std::vector<std::string> TarFile::GetFileNames()
    {
        return file_names;
    }
     
    bool TarFile::GetFileContents(const char* file_name, char* contents)
    {
        bool flag = false;
        for (int i = 0; i < file_names.size(); i++) {
            std::string name_(file_name);
     
            if (file_names[i].compare(name_) == 0) {
                int file_size = file_sizes[i];
                flag = true;
                fseek(file, file_data_start_addrs[i], SEEK_SET);
                fread(contents, file_size, 1, file);
                fseek(file, 0, SEEK_SET);
     
                break;
            }
        }
     
        return flag;
    }
     
    size_t TarFile::GetFileSize(const char* file_name)
    {
        size_t file_size{0};
     
        for (int i = 0; i < file_names.size(); i++) {
            std::string name_(file_name);
     
            if (file_names[i].compare(name_) == 0) {
                file_size = file_sizes[i];
                break;
            }
        }
     
        return file_size;
    }
     
    size_t TarFile::GetTarSize()
    {
        return size;
    }
     
    //
    int test_tar()
    {
        const std::string tar_file_path{ "E:/GitCode/Messy_Test/testdata/test.tar" };
        TarFile tarfile(tar_file_path.c_str());
     
        bool is_valid_tar_file = tarfile.IsValidTarFile();
        if (!is_valid_tar_file) {
            fprintf(stderr, "it is not a valid tar file: %s\n", tar_file_path.c_str());
            return -1;
        }
     
        fprintf(stderr, "tar file size: %d byte\n", tarfile.GetTarSize());
     
        std::vector<std::string> file_names = tarfile.GetFileNames();
        fprintf(stderr, "tar file count: %d\n", file_names.size());
        for (auto name : file_names) {
            fprintf(stderr, "=====================================\n");
            size_t file_size = tarfile.GetFileSize(name.c_str());
            fprintf(stderr, "file name: %s,  size: %d byte\n", name.c_str(), file_size);
     
            char* contents = new char[file_size + 1];
            tarfile.GetFileContents(name.c_str(), contents);
            contents[file_size] = '\0';
     
            fprintf(stderr, "contents:\n%s\n", contents);
            delete[] contents;
        }
     
        return 0;
    }

测试结果如下：

![20170129180859427][]

**GitHub**：[https://github.com/fengbingchun/Messy\_Test][https_github.com_fengbingchun_Messy_Test]

[https_en.wikipedia.org_wiki_Tar_computing_File_header]: https://en.wikipedia.org/wiki/Tar_%28computing%29#File_header
[20170129180859427]: /images/20220508/32c19086a22d4749bc33ddacd1b2b3e5.png
[https_github.com_fengbingchun_Messy_Test]: https://github.com/fengbingchun/Messy_Test