Linux与分布式系统

1、Linux与分布式系统实验指导书     董黎刚信息与电子工程学院浙江工商大学2006/10/3 15:02:00内容1. Linux的用户交互界面和编程环境（验证性）21.1 实验目的21.2 实验内容21.3 评分标准31.4 补充材料GCC的使用方法32. 进程与线程管理（设计性）72.1 实验目的72.2 实验内容72.3 评分标准72.4 补充材料83. 进程间通信（IPC）（设计性）103.1 实验目的103.2 实验内容103.3 评分标准104. 文件系统（验证性）114.1 实验目的114.2 实验内容114.3 评分标准11

2、5. 设备驱动程序（设计性）125.1 实验目的125.2 实验内容125.3 评分标准125.4 补充材料126. Linux中的服务器搭建（验证性）156.1 实验目的156.2 实验内容156.3 评分标准156.4 补充材料 - wu-ftpd服务器配置手册摘录15Linux与分布式系统实验 Last updated: 2022/1/261. Linux的用户交互界面和编程环境（验证性）姓名: 学号.: 班级: 得分:1.1 实验目的1通过实验了解Linux下的基本命令操作以及VI编辑器的使用。 2熟悉Linux的图形化界面的操作。1.2 实验内容1 Linux下的命令操作（可参照课本

3、第二章进行操作），VI编辑器的使用（可参照课本附录实验二，以及第10章第二节VI编辑器）。2 练习课本附录实验二中的命令操作3 Linux下的图形化界面操作（可参照课本第二章进行操作）4用VI编辑器编写一个打印“hello world”的C程序，保存为c1.c。1.3 评分标准大类明细打分1.回答问题（80%）1在Linux中建立一个用户为abc,密码是abc，命令操作步骤是怎样的？ 2如果当前目录下有一个文件abc.conf,其存取控制属性是-rw-r-w-,要把其属性改成-rwxrw-rw-,其命令操作步骤是怎样的？3硬连接和软连接（符号连接）文件，用ls l显示在命令终端下，有什么区别？

4、4用VI生成一个abc.c的C源文件，并保存退出，其在命令终端下的操作步骤是怎样的？2实验过程中遇到的问题及解决方法（20）1.4 补充材料GCC的使用方法Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%30%。 gcc编译器能将C、C+语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文

5、件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。 .c为后缀的文件，C语言源代码文件； .a为后缀的文件，是由目标文件构成的函数库文件； .c，.cc或.cxx 为后缀的文件，是C+源代码文件； .h为后缀的文件，是程序所包含的头文件； .o为后缀的文件，是编译后的目标文件； .s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件； 1. gcc的执行过程 虽然我们称gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤预处理(也称预编译，Preprocessing)、

6、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)。 函数库中连到合适的地方。 2. gcc的基本用法和选项 在使用gcc编译器的时候，我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc编译器的调用参数大约有100多个，其中多数参数我们可能根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。 gcc最基本的用法是gcc options filenames A)#include <>B)#include “myinc.h” 其中，A类使用尖括号(< >)，B类使用双引号(“ ”)。对于A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/i

7、nclude)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件，这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中，如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中，就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。 -Ldirname，将dirname所指出的目录加入到程序函数库文件的目录列表中，是在连接过程中使用的参数。在预设状态下，连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的函数库文件，这个选项告诉连接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，然后到系统预设路径中寻找，如果函数库存放在多个目录下，就需要依次使用这个

8、选项，给出相应的存放目录。 -lname，在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。 上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。 假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件，要生成一个可执行文件，最简单的办法就是 gcc test.c 这时，预编译、编译连接一次完成，生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件，对于稍为复杂的情况，比如有多个源代码文件、需要连接函数库或者有其他比较特别的要求，就要给定适当

9、的调用选项参数。再看一个简单的例子。 整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成，程序中使用了系统提供的数学库，同时希望给出的可执行文件为test，这时的编译命令可以是 gcc testmain.c testsub.c -lm -o test 其中，-lm表示连接系统的数学库libm.a。 然后执行：#./test(注意：test前面要加入./)3. gcc的错误类型及对策 gcc编译器如果发现源程序中有错误，就无法继续进行，也无法生成最终的可执行文件。为了便于修改，gcc给出错误信息，我们必须对这些错误信息逐个进行分析、处理，并修改相应的语言，才能保证源代码的正确

10、编译连接。gcc给出的错误信息一般可以分为四大类，下面我们分别讨论其产生的原因和对策。 第一类C语法错误 错误信息文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，一般都是C语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第n行及该行之前的程序，有时也需要对该文件所包含的头文件进行检查。有些情况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误，我们最主要的是要保持清醒的头脑，不要被其吓倒，必要的时候再参考一下C语言的基本教材。 第二类头文件错误 错误信息找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件

11、中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。 第三类函数库错误 错误信息连接程序找不到所需的函数库，例如 ld: -lm: No such file or directory 这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定函数库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。 第四类未定义符号 错误信息有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的，可能有两种原因一是使用者自己

12、定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该函数库的目录名称有问题，这时需要使用函数库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定之后，修改gcc连接选项中的-l和-L项。 排除编译、连接过程中的错误，应该说这只是程序设计中最简单、最基本的一个步骤，可以说只是开了个头。这个过程中的错误，只是我们在使用C语言描述一个算法中所产生的错误，是比较容易排除的。我们写一个程序，到编

13、译、连接通过为止，应该说刚刚开始，程序在运行过程中所出现的问题，是算法设计有问题，说得更玄点是对问题的认识和理解不够，还需要更加深入地测试、调试和修改。一个程序，稍为复杂的程序，往往要经过多次的编译、连接和测试、修改。下面我们学习的程序维护、调试工具和版本维护就是在程序调试、测试过程中使用的，用来解决调测阶段所出现的问题。2. 进程与线程管理（设计性）姓名: 学号.: 班级: 得分:2.1 实验目的1了解Linux进程2掌握Linux下的C编程和GCC的使用3了解Linux下进程的创建和终止2.2 实验内容1 练习教材附录实验4中的内容（p296-306）2 编译、运行补充材料中的child.

14、c3修改child.c，让父进程等待子进程退出 4修改child.c，让父进程杀死子进程2.3 评分标准大类明细打分1.程序功能（40）（1）完成实验内容1（10），实验内容2（10），实验内容3（10），实验内容4（10）2.程序质量（30%）（1）用大括号和缩进来清楚地显示程序结构。（提示：按一次"tab"键产生一个缩进)（5）（2）各函数有功能说明和参数说明（5）（3）每个源程序文件都有说明（比如本程序功能，作者，包含哪些函数）（5）（4）每个函数长度不超过100行（5）（5）函数、变量取名前后一致并容易理解（5）（6）对不容易理解的常量、变量和语句有注释（比如全局常

15、量、变量、if语句）（5）3.回答问题（30%）回答教材p306上的“练习和思考”问题2.4 补充材料1. 创建进程 fork系统调用fork调用创建一个新进程。新的进程或者说子进程是调用进程或者说父进程的副本。如果fork执行成功，就向父进程返回子进程的PID，并向子进程返回0。这意味着你只调用fork一次，它也返回两次。fork创建的新进程是和父进程一样的副本，包括真实和有效UID和GID、进程组和会话ID、环境、资源限制、打开的文件以及共享内存段。如下是一个使用fork的简单示例程序。/* child.c */#include <unistd.h>#include <s

16、tdio.h>#include <stdlib.h>int main(void)pid_t child;if(child=fork()=-1)perror("fork");exit(EXIT_FAILURE);else if(child=0)puts("in child");printf("tchild pid = %dn",getpid();printf("t child ppid = %dn",getppid();exit(EXIT_SUCCESS);elseputs("in par

17、ent");printf("t parent pid = %dn",getpid();printf("t parent ppid = %dn",getppid();exit(EXIT_SUCCESS);用gcc编译该程序然后运行。其他函数还有system，exec族调用2 等待进程使用wait或waitpid函数可以收集子进程的退出状态。它们的原形如下：#include <sys/wait.h>#include <sys/types.h>pid_t wait(int *status);进程一旦调用了wait，就立即阻塞自

18、己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。 参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样： pid = wait(NULL); 如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败

19、，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。其他函数还有waitpid，wait33. 杀死进程一个进程由于以下5个原因中的一个而终止。它的main函数调用了return。它调用了exit 在<stdlib.h>中声明。它调用了_exit 在<unistd.h>中声明。它调用了abort 在<stdlib.h>中声明。它被一个信号终止，如#include <signal.h>#include <sys/types.h>kill(pid, SIGKILL);3. 进程间通信（IPC）（设计性）姓名: 学号.: 班级: 得分

20、:3.1 实验目的1了解和熟悉消息通信机制2了解和熟悉共享存储区机制3.2 实验内容1修改教材附录实验7中实验内容1的程序，使之可以运行2修改教材附录实验7中实验内容2的程序，使得服务器能收到客户机发送的”hello server”3.3 评分标准大类明细打分1.程序功能（40）（1）完成实验内容1（20），实验内容2（20）2.程序质量（30%）（1）用大括号和缩进来清楚地显示程序结构。（提示：按一次"tab"键产生一个缩进)（5）（2）各函数有功能说明和参数说明（5）（3）每个源程序文件都有说明（比如本程序功能，作者，包含哪些函数）（5）（4）每个函数长度不超过100行

21、（5）（5）函数、变量取名前后一致并容易理解（5）（6）对不容易理解的常量、变量和语句有注释（比如全局常量、变量、if语句）（5）3.回答问题（30%）1函数msgget和msgrcv的功能及其参数的含义是什么？ 2在实验内容1的程序中，服务器收到消息的顺序是怎样的？4. 文件系统（验证性）姓名: 学号.: 班级: 得分:4.1 实验目的1了解Linux文件管理的概念，包括常用命令、文件类型等2了解Linux中文件系统的加载和卸载方法4.2 实验内容1. 运行教材附录实验3中文件操作常用命令2. 了解Linux文件系统的安装和卸载，假如Windows是fat32格式，那么可以通过以下操作访问：

22、Step 1: 首先用fdisk -l 查看硬盘情况或者通过点击Main Menu->System Tools->Hardware Browser访问硬盘信息知道要访问的分区对应的设备名，比如是hda1 Step 2: 假如要访问hda1, 那么执行“mount -t vfat /dev/hda1 /mnt/c”。4.3 评分标准大类明细打分1.回答问题（80%）1在当前目录下，以自己的姓名拼音为目录名建立一个目录，然后进入到这个目录下，建立一个exp.c文件，然后查看这个文件的权限，并修改其权限为-rwxrwxrwx,然后查看这个文件中的内容，最后删除这个文件，再退到上一级目录，

23、删除自己建立的目录，请写出整个操作的命令步骤？ 2加载软盘和卸载软盘的命令步骤是怎样的 2实验过程中遇到的问题及解决方法（20）5. 设备驱动程序（设计性）姓名: 学号.: 班级: 得分:5.1 实验目的了解Linux设备驱动程序的编写5.2 实验内容2编译drv_module.c gcc c drv_module.c -I /usr/src/linux-uname -r/include3加载模块 insmod drv_module.o, 如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test, 并可以看到它的主设备号4创建设备文件 mknod /dev/test c majo

24、r minor从设备号设置成0就可以，如： mknod /dev/test c 254 05通过编译运行test_drv.c，测试drv_module5.3 评分标准大类明细打分1.程序功能（50）（1）完成实验内容1（10），实验内容2（10），实验内容3（10），实验内容4（10），实验内容5（10）2.程序质量（30%）（1）用大括号和缩进来清楚地显示程序结构。（提示：按一次"tab"键产生一个缩进)（5）（2）各函数有功能说明和参数说明（5）（3）每个源程序文件都有说明（比如本程序功能，作者，包含哪些函数）（5）（4）每个函数长度不超过100行（5）（5）函数、变量

25、取名前后一致并容易理解（5）（6）对不容易理解的常量、变量和语句有注释（比如全局常量、变量、if语句）（5）3.回答问题（20%）1编译运行test_drv.c的结果是什么？ 2在/usr/src目录树中哪个文件包含file_operations 结构的定义5.4 补充材料/*drv_module.c*/#define MODULE /or use -D MODULE in the compiling#define _KERNEL_ /or use -D _KERNEL_ in the compiling#include <linux/kernel.h> #include <

26、linux/module.h>#include <linux/fs.h>#include <asm/uaccess.h>unsigned int test_major = 0; ssize_t read_test(struct file *file, char *buf, size_t count, loff_t *f_ops) int left; if (verify_area(VERIFY_WRITE, buf, count) = -EFAULT ) return -EFAULT; for(left = count ; left > 0 ; left-)

27、 _put_user(1, buf); buf+; return count; ssize_t write_test(struct file *file, char *buf,size_t count, loff_t *f_ops) return count; static int open_test(struct inode *inode,struct file *file ) MOD_INC_USE_COUNT; return 0; static int release_test(struct inode *inode,struct file *file ) MOD_DEC_USE_COU

28、NT; return 0; struct file_operations test_fops = read:read_test, write:write_test,open:open_test, release:release_test;int init_module() /similar to main() in user spaceint result; result = register_chrdev(0, "test", &test_fops); if (result < 0) printk(KERN_INFO "test: cant get

29、 major numbern"); return result; if (test_major = 0) test_major = result; /* dynamic */ return 0;/successvoid cleanup_module() /which is called when rmmod printk("This kernel module has been removed.n");MODULE_LICENSE("GPL");/*test_drv.c*/#include <stdio.h> #include &l

30、t;fcntl.h> main() int testdev; int i; char buf10; testdev = open("/dev/test", O_RDWR); if ( testdev = -1 ) printf("Cannt open file n"); exit(0); read(testdev, buf, 10); for (i = 0; i < 10;i+) printf("%dn", bufi); close(testdev); 6. Linux中的服务器搭建（验证性）姓名: 学号.: 班级: 得分

31、:6.1 实验目的1了解Linux下FTP服务器的构建6.2 实验内容1配置网卡接口IP地址和默认网关。wu-ftpd-到/home目录下。3. 进入/home目录，使用命令rpm ivh wu-ftpd-4修改文件/etc/xinetd.d/wu-ftpd，然后执行命令/etc/rc.d/init.d/xinetd reload使修改生效。5. 修改ftp配置文件/etc/ftpaccess和/etc/ftpusers。6. 创建一个用户（用命令adduser）并为其设置密码（用命令passwd）。useradd -d /home/realuser ftp1 /新建ftp1 用户，并设定其目

32、录为/home/realuser7. 用新建用户名登录FTP服务器。:密码IP。6.3 评分标准大类明细打分1.回答问题（80%）1如何阻止一个用户登录ftp服务器？ 2如何限制新建用户权限为只读？2实验过程中遇到的问题及解决方法（20）6.4 补充材料 - wu-ftpd服务器配置手册摘录1配置网卡接口IP地址，默认网关为了防止IP地址冲突，首先进入到Windows系统的命令行窗口，用命令：ipconfig /all查看当前计算机的IP、掩码、网关、DNS地址。切换到Linux系统，配置DNS服务器地址，方法为打开文件/etc/resolv.conf，在文件最后加上一行：nameserver

33、 DNS地址。配置接口地址：ifconfig eth0 <IP> broadcast <广播地址> netmask <掩码>如：配置网关：route add net 0/32 gw <网关>如：#route add -net 2. 修改文件/etc/xinetd.d/wu-ftpd检查文件/etc/xinetd.d/wu-ftpd的内容，用vi打开此文件。service ftpdisable =yes <- 这个如果是yes，请改为nosocket_type =stream <-以下内容保持不变wait = no。最后不要忘记用命令/

34、etc/rc.d/init.d/xinetd reload使修改生效。3修改ftp配置文件/etc/ftpaccess和/etc/ftpusers 为了方便大家的理解,以下我们给出一个/etc/ftpaccess的配置实例和详细解释:loginfails 3 /*用户登录到FTP服务器时，允许用户输错密码的次数*/guestuser * /*所有人都是访客用户，访客用户的权限比真实用户少*/realuser dlg /*设置dlg是真实用户*/class local real * /*定义一个名为local的类，它包含了在任何地方登录(*代表所有IP地址)的real用户*/class remote anonymous guest * /* 定义一个名为remote的类，它包含了在任何地方登录的anonymous用户和guest用户，匿名用户进入系统后缺省位于/var/ftp