浙江大学Linux程序设计实验报告(6)

1、1浙江大学 linux 程序设计姓名：项庆琰专业：计算机科学与技术学号：3120100429 一、列出 10个有关 linux 程序设计的知识点 （可以是函数、 函数参数、表达式、系统变量、结构体成员等等） ，谈谈掌握此知识点的要领、难点、技巧、应用列举（程序语句或程序段） ，或能反映自己在学习过程中的应用体会，更欢迎通过自学的知识要点。 2015年 9 月 5 日前发到：序号问题1 知识要点bash bash 是一个为 gnu 计划编写的unix shell 。它的名字是一系列缩写：bourne-again shell 这是关于bourne shell（sh）的一个双关语（bourne ag

2、ain / born again） 。你可以检查一下/etc/shells 这个文件，至少就有底下这几个可以用的shells：/bin/sh (已经被/bin/bash 所取代 ) /bin/bash (就是linux 默认的shell) /bin/ksh (kornshell 由 at&t bell lab. 发展出来的，兼容于bash) /bin/tcsh (整合c shell ，提供更多的功能) /bin/csh (已经被/bin/tcsh 所取代 ) /bin/zsh (基于ksh 发展出来的，功能更强大的shell) shell script 大致都类同，当学会一种shell

3、 以后，其它的shell 会很快就上手，大多数的时候，一个shell script 通常可以在很多种shell 上使用。2 知识要点gdb gdb 是 gnu 软件系统中的标准侦错器，大部分类unix 操作系统上都可以使用gdb，gdb 具备各种侦错功效，能针对电脑程序的运行进行追踪与警告，使用gdb 的除错人员可以监督及修改程序的内部变量值，甚至监督与修改独立于主程序运作外，以独立个体型态调用（调用使用）的函数。熟悉使用gdb 在 linux c程序编写中十分重要，gdb 的使用使debug 过程变得更加简洁清晰。3 知识要点压缩文件、解压缩文件linux 中不仅有压缩文件命令，还有解压缩文

4、件命令。包括对文件的多种操作打包和压缩是两个概念。打包是指将一大堆文件或目录什么的变成一个总的文件，压缩则是将一个大的文件通过一些压缩算法变成一个小文件。为什么要区分这两个概念呢？其实这源于linux 中的很多压缩程序只能针对一个文件进行压缩，这样当你想要压缩一大堆文件时，你就得先借助另外的工具将这一大堆文件先打成一个包，然后再就原来的压缩程序进行压缩。linux 下最常用的打包程序就是tar 了，使用 tar 程序打出来的包我们常称为tar包， tar 包文件的命令通常都是以.tar 结尾的。生成tar 包后，就可以用其它的程序来进行压缩了2而打包好的文件可以使用gzip 命令来压缩，压缩后

5、的结果会存在一个文件中，使用原来的文件名加上gz 作为扩展名，压缩文件保留原文件的访问及修改时间，所有权与访问权限。原文件将会从文件结构中删除。4 知识要点linux 文件类型linux 文件类型常见的有：普通文件、目录、字符设备文件、块设备文件、符号链接文件等若用ls -lh 来查看某个文件的属性，若看到有类似-rw-r-r- 的文件在linux 中就是普通文件。用 ls 指令看到有类似drwxr-xr-x 的文件就是目录文件。属性类似crw-rw-rw- 以 c 打头的文件是字符设备文件。属性类似brw-r- 以 b 打头的文件是块设备。属性类似lrwxrwxrwx, 以 l 打头的文件文

6、件是链接文件。5 知识要点makefile make 工具最主要也是最基本的功能就是通过makefile 文件来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。而makefile 文件需要按照某种语法进行编写，文件中需要说明如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并要求定义源文件之间的依赖关系。makefile 文件是许多编译器-包括windows nt 下的编译器 -维护编译信息的常用方法，只是在集成开发环境中，用户通过友好的界面修改makefile 文件而已。在 unix 系统中，习惯使用makefile 作为makefile 文件。 linux （ unix ）环境下使用gnu 的 make

7、 工具能够比较容易的构建一个属于你自己的工程，整个工程的编译只需要一个命令就可以完成编译、连接以至于最后的执行。不过这需要我们投入一些时间去完成一个或者多个称之为makefile 文件的编写。所要完成的makefile 文件描述了整个工程的编译、连接等规则。其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译、需要创建那些库文件以及如何创建这些库文件、如何最后产生我们想要的可执行文件。尽管看起来可能是很复杂的事情，但是为工程编写 makefile 的好处是能够使用一行命令来完成“自动化编译”，一旦提供一个（通常对于一个工程来说会是多个）正确的makefile 。编译整个工程你所要做的唯一的一件事就

8、是在shell 提示符下输入make 命令。整个工程完全自动编译，极大提高了效率。make 是一个命令工具，它解释makefile 中的指令（应该说是规则）。在makefile 文件中描述了整个工程所有文件的编译顺序、编译规则。makefile 有自己的书写格式、关键字、函数。像c 语言有自己的格式、关键字和函数一样。而且在 makefile 中可以使用系统shell 所提供的任何命令来完成想要的工作。makefile（在其它的系统上可能是另外的文件名）在绝大多数的ide 开发环境中都在使用，已经成为一种工程的编译方法。6 知识要点fork 函数fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几

9、乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。一个进程调用fork （）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存3储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。fork 调用的特点就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：1）在父进程中，fork 返回新创建子进程的进程id ；2）在子进程中，fork 返回 0；3）如果出现错误，fork 返回 -1；在 fork 函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个

10、是父进程。在子进程中，fork 函数返回0，在父进程中，fork 返回新创建子进程的进程id。我们可以通过fork 返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。7 知识要点grep 命令grep 的使用权限是所有用户。grep的工作方式是这样的，它在一个或多个文件中搜索字符串模板。如果模板包括空格，则必须被引用，模板后的所有字符串被看作文件名。搜索的结果被送到标准输出，不影响原文件内容。grep 可用于 shell 脚本，因为 grep 通过返回一个状态值来说明搜索的状态，如果模板搜索成功，则返回0，如果搜索不成功，则返回1，如果搜索的文件不存在，则返回2。我们利用这些返回值就可进行一些自动化的

11、文本处理工作。8 知识要点exce 函数族功能：用 exec 函数可以把当前进程替换为一个新进程，且新进程与原进程有相同的pid。exec 名下是由多个关联函数组成的一个完整系列，头文件 extern char *environ; 原型：int execl(const char *path, const char *arg, .); int execlp(const char *file, const char *arg, .); int execle(const char *path, const char *arg, ., char * const envp); int execv(con

12、st char *path, char *const argv); int execvp(const char *file, char *const argv); 参数：path 参数表示你要启动程序的名称包括路径名arg 参数表示启动程序所带的参数，一般第一个参数为要执行命令名，不是带路径且 arg 必须以 null 结束返回值 :成功返回 0,失败返回 -1 9 知识要点at 允许使用一套相当复杂的指定时间的方法。他能够接受在当天的hh:mm（小时 :分钟）式的时间指定。假如该时间已过去，那么就放在第二天执行。当然也能够使用 midnight （深夜）， noon（中午），teatime（

13、饮茶时间，一般是下午4 点）等比较模糊的词语来指定时间。用户还能够采用12 小时计时制，即在时间后面加上am（上午）或pm（下午）来说明是上午还是下午。也能够指定命令执行的具体日期，指定格式为month day（月日）或 mm/dd/yy（月 /日/年）或 dd.mm.yy（日 .月 .4年） 。指定的日期必须跟在指定时间的后面。上面介绍的都是绝对计时法，其实还能够使用相对计时法，这对于安排不久就要执行的命令是很有好处的。指定格式为： now + count time-units ， now 就是当前时间，time-units 是时间单位，这里能够是 minutes（分钟）、hours（小时）

14、、days（天）、weeks（星期）。count 是时间的数量，究竟是几天，还是几小时，等等。更有一种计时方法就是直接使用today（今天） 、tomorrow （明天）来指定完成命令的时间。10 知识要点用 kill l 可显示程序进程的信号，以下是常见的信号的解析：1)sighup: 当用户退出shell 时，由该shell 启动的所有进程将收到这个信号，默认动作为终止进程2） sigint ：当用户按下了ctrl+c 组合键时，用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动作为终止进程。3） sigquit ：当用户按下ctrl+ 组合键时产生该信号，用户终端向正在运行中的由

15、该终端启动的程序发出些信号。默认动作为终止进程。4） sigill ：cpu 检测到某进程执行了非法指令。默认动作为终止进程并产生core文件5） sigtrap ：该信号由断点指令或其他trap 指令产生。默认动作为终止里程并产生 core 文件。6)sigabrt: 调用 abort 函数时产生该信号。默认动作为终止进程并产生core 文件。7） sigbus ：非法访问内存地址，包括内存对齐出错，默认动作为终止进程并产生core 文件。8） sigfpe：在发生致命的运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为0 等所有的算法错误。默认动作为终止进程并产生core 文件。9）

16、 sigkill ：无条件终止进程。本信号不能被忽略，处理和阻塞。默认动作为终止进程。它向系统管理员提供了可以杀死任何进程的方法。10）siguse1：用户定义的信号。即程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。11）sigsegv ：指示进程进行了无数内存访问。默认动作为终止进程并产生core文件。12）sigusr2 ：这是另外一个用户自定义信号，程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。1 13）sigpipe：broken pipe 向一个没有读端的管道写数据。默认动作为终止进程。14)sigalrm: 定时器超时，超时的时间由系统调用alarm 设置。默认

17、动作为终止进程。二、程序设计应用题（完整的程序，自己认为最好的程序，认为最好的理由，希望有程序的运行结果）1. #include int main(int argc, char* argv) fork(); fork() & fork() | fork(); 5fork(); printf(+/n); 为了更好地了解fork() 函数，所做的尝试。该程序计算了不算main 这个程序本身，程序到底创建了多少个进程。测试结果可以看出一共有20 个进程，除了main 程序一共有19 个进程。分析：该程序中，第一个fork 和最后一个fork 一定会得到执行而在中间三a&b ，如果 a

18、=0，就没有必要继续执行&b 了； a 非 0，就需要继续执行 &b 。a|b ，如果 a 非 0，就没有必要继续执行|b 了， a=0 ，就需要继续执行|b。fork() 对于父进程和子进程的返回值是不同的，按照上面的a&b和 a|b 的分支进行画图，可以得出5 个分支。个fork 中则要注意 & 和|运算符：画出流程图：2. 下面的这个脚本程序，我先用trap 命令使其在出现一个int （中断）信号时执行rm f/tmp/tmp_file_$ 命令以删除临时文件。然后使用while 循环，只要临时文件存在，这个循坏就会一直持续下去。当我按下ctrl+c ，程

19、序就会执行rm f/tmp/tmp_file_$ 语句，然后继续下一个循环。因为临时文件已经被删除了，所以第一个while 循环将会正常退出。接下来，脚本程序会再次调用trap 命令，这次是指定当一个int 信号出现时不执行任何命令。 脚本程序然后重新创建临时文件并进入第二个while 循环。这次当我按下ctrl+c 组合键时，没有语句被执行， 便采用默认处理方式，会立刻终止这个程序。因为程序被终止了，最后的 echo和 exit 语句永远都不会被执行。程序代码：#!/bin/sh process_gen1 process_gen2_1 process_gen2_2 process_gen3_

20、1 process_gen3_2 process_gen3_3 process_gen3_4 process_gen4_1 process_gen4_2 fork_1(return 0 ) fork_1(return 0 ) fork_2(return 0 ) fork_2(return = 0 ) fork_3(return 0 ) fork_3(return =0 ) fork_3(return 0 ) fork_3(return =0 ) 6trap rm -f /tmp/tmp_file_$ int echo creating file /tmp/tmp_file_$ date /tm

21、p/tmp_file_$ echo press interrupt (ctrl-c) to interrupt. while -f /tmp/tmp_file_$ ; do echo file exists sleep 1 done echo the file no longer exists trap int echo creating file /tmp/tmp_file_$ date /tmp/tmp_file_$ echo press interrupt (control - c) to interrupt . while -f /tmp/tmp_file_$ ; do echo fi

22、le exists sleep 1 done 程序运行结果3. #!bin/bash which dialog & /dev/null $? -ne 0 & echo dialog utility is not available, install it & exit 1 7deletetempfiles() rm -f *.$ show_time() dialog -backtitle menu driven program -title date & time -msgbox n todays date: date +%d-%m-%y nn todays t

23、ime: date +%r %z 10 60 show_cal() dialog -backtitle menu driven program -title calendar -msgbox cal 12 25 deletefile() dialog -backtitle menu driven program -title directory path -inputbox nenter directory path (absolute or relative) npress just enter for current directory 12 60 2 temp1.$ if $? -ne

24、0 then rm -f temp1.$ return fi 8rmdir=cat temp1.$ if -z $rmdir then dirname=$(pwd) # you can also use pwd rmdir=$dirname/* else # remove trailing * and / from directory path echo $rmdir | grep *$ & /dev/null & rmdir=$rmdir%* echo $rmdir | grep /$ & /dev/null & rmdir=$rmdir%/ # check

25、supplied directory exist or not ( cd $rmdir 2&1 | grep no such file or directory & /dev/null ) # above codeblock run in sub shell, so your current directory persists. if $? -eq 0 then dialog -backtitle menu driven program -title validating directory -msgbox n $rmdir: no such file or director

26、y nn press enter to return to the main menu 10 60 return fi # do you have proper permissions ? ( cd $rmdir 2 /dev/null ) 9if $? -ne 0 then dialog -backtitle menu driven program -title checking permissions -msgbox n $rmdir: permission denied to access this directory nn press enter to return to the ma

27、in menu 10 60 return fi if ! -r $rmdir then dialog -backtitle menu driven program -title checking permissions -msgbox n $rmdir: no read permission nn press enter to return to the main menu 10 60 return fi dirname=$rmdir rmdir=$rmdir/* fi for i in $rmdir do # store all regular file names in temp2.$ i

28、f -f $i then echo $i delete? temp2.$ 10fi done if -f temp2.$ then dialog -backtitle menu driven program -title select file to delete -menu use up/down keys to move, then press enter nfiles under directory $dirname: 18 60 12 cat temp2.$ 2 file2delete.$ else dialog -backtitle menu driven program -titl

29、e select file to delete -msgbox nn there are no regular files in $dirname directory 10 60 return fi rtval=$? file2remove=cat file2delete.$ case $rtval in 0) dialog -backtitle menu driven program -title are you sure -yesno ndo you want to delete file: $file2remove 7 70 if $? -eq 0 then rm -f $file2re

30、move 2 errorfile.$ 11if $? -eq 0 then dialog -backtitle menu driven program -title information : file deleted -msgbox nfile : $file2remove deleted 8 70 else dialog -backtitle menu driven program -title information : error on deletion -msgbox nproblem in deleting file: $file2remove nnerror: cat error

31、file.$ nnpress enter to return to the main menu 12 70 fi else dialog -backtitle menu driven program -title information : deletion aborted -msgbox action aborted: nn $file2remove not deleted 8 70 fi ; *) deletetempfiles return ; esac deletetempfiles return currentusers() who userslist.$ dialog -backt

32、itle menu driven program 12-title currentl y logged in users list -textbox userslist.$ 12 60 diskstats() df -h | grep / statsfile.$ dialog -backtitle menu driven program -title disk statistics -textbox statsfile.$ 10 60 trap deletetempfiles exit # calls deletetempfiles function on exit while : do di

33、alog -clear -backtitle menu driven program -title main menu -menu use up/down key to move 12 60 6 date_time to display date and time calendar to display calendar delete to delete files users to list currently logged in users disk to display disk statistics exit to exit 2 menuchoices.$ retopt=$? choi

34、ce=cat menuchoices.$ 13case $retopt in 0) case $choice in date_time) show_time ; calendar) show_cal ; delete) deletefile ; users) currentusers ; disk) diskstats ; exit) clear; exit 0; esac ; *)clear ; exit ; esac done 对 linux 这种复古的图形界面很感兴趣，写的linux 图形界面程序菜单栏，一共有几种功能，显示当前时间，显示日历，删除文件，显示当前登录用户，显示硬盘储存状态

35、，以及退出。显示当前时间：14显示日历：删除文件15键入文件目录后可以删除文件显示当前登录用户：16显示硬盘状态：4. shell下的 cd唱片管理程序该程序可以实现以下功能添加唱片（包括唱片信息：唱片名、歌手、流派等等）查找唱片。统计唱片和歌曲数量。将唱片、歌曲信息保存在一个txt文件中。#!/bin/bash menu_choice= current_cd= title_file=title.cdb 17tracks_file=tracks.cdb temp_file=/tmp/cdb.$ trap rm -f $temp_file exit get_return() echo -e pr

36、ess return c read x return 0 get_confirm() echo -e are you sure? c while true do read x case $x in y | yes | y | yes | yes ) return 0; n | no | n | no | no ) echo echo cancelled return 1; *) echo please enter yes or no ; esac done set_menu_choice() clear echo options :- echo echo a) add new cd echo

37、f) find cd echo c) count the cds and tracks in the catalog if $cdcatnum != ; then echo l) list tracks on $cdtitle echo r) remove $cdtitle echo u) update track information for $cdtitle fi echo q) quit echo 18echo -e please enter choice then press return c read menu_choice return insert_title() echo $

38、* $title_file return insert_track() echo $* $tracks_file return add_record_tracks() echo enter track information for this cd echo when no more tracks enter q cdtrack=1 cdttitle= while $cdttitle != q do echo -e track $cdtrack, track title? c read tmp cdttitle=$tmp%,* if $tmp != $cdttitle ; then echo

39、sorry, no commas allowed continue fi if -n $cdttitle ; then if $cdttitle != q ; then insert_track $cdcatnum,$cdtrack,$cdttitle fi else cdtrack=$(cdtrack-1) fi cdtrack=$(cdtrack+1) done 19add_records() echo -e enter catalog name c read tmp cdcatnum=$tmp%,* echo -e enter title c read tmp cdtitle=$tmp%

40、,* echo -e enter type c read tmp cdtype=$tmp%,* echo -e enter artist/composer c read tmp cdac=$tmp%,* echo about to add new entry echo $cdcatnum $cdtitle $cdtype $cdac if get_confirm ; then insert_title $cdcatnum,$cdtitle,$cdtype,$cdac add_record_tracks else remove_records fi return find_cd() if $1

41、= n ; then asklist=n else asklist=y fi 20cdcatnum= echo -e enter a string to search for in the cd titles c read searchstr if $searchstr = ; then return 0 fi grep $searchstr $title_file $temp_file set $(wc -l $temp_file) linesfound=$1 case $linesfound in 0) echo sorry, nothing found get_return return

42、 0 ; 1) ; 2) echo sorry, not unique. echo found the following cat $temp_file get_return return 0 esac ifs=, read cdcatnum cdtitle cdtype cdac $temp_file mv $temp_file $tracks_file echo add_record_tracks fi return count_cds() set $(wc -l $title_file) num_titles=$1 set $(wc -l $tracks_file) num_tracks=$1 echo found $num_titles cds, with a total of $num_tracks tracks get_return return 22remove_records() if -z $cdcatnum ; then echo you must select a cd first find_cd n fi if -n $cdcatnum ; then echo you are about to delete $cdtitle get_confirm & grep -v $cdcatnum, $title_file $temp_f