實驗2 Linux下基本編程__html5

實驗2　Linux下基本編程

一、實驗目的

1.掌握vim編譯器

2.掌握gcc編譯器的使用

3.瞭解fork()程式

二、實驗工具與裝置

1．實驗裝置：電腦（帶CD-ROM）一台。

三、實驗預備知識

1. vim的編輯器

使用文法：Vim <被編輯的檔案名稱>

Vim有三種模式：命令模式、插入模式、最後行模式。

命令模式：

剛啟動Vim後，就處於該模式。在此模式下，允許用Vim的子命

令來編輯檔案或轉移到其它模式。如：

x命令：刪除游標上面的字元。

方向鍵：移動游標。

i命令：進入插入模式，可在當前游標處插入字元。

a命令：進入插入模式，可在當前游標後插入字元。

R命令：從當前游標處開始替換文本。

r命令：替換當前游標處字元。

~命令：對當前游標處字母進行大小寫轉換。

dd命令：刪除游標所在行。

dw命令：刪除游標所在處字。

h命令：游標左移。

l命令：游標右移。

k命令：游標上移。

j命令：游標下移。

：命令：進入最後一行模式。

插入模式：

此模式下允許輸入文本，用斷行符號鍵換行，Esc 進入命令模式。

最後一行模式：

w命令：將檔案存檔，但不退出。

wq命令：將檔案存檔，並退出。

q! 命令：不儲存檔案並退出。

r命令：將另一個檔案內容插入當前游標處。

2.gcc編譯器

Unix 上使用的C 語言編譯器cc，在Linux上的派生就是gcc。在使用vim編寫完源程

序之後，返回到shell下面，使用gcc對來源程式進行編譯的命令是：

gcc 來源程式

其中，“來源程式”即為你編寫的以.c 為副檔名的C 語言原始碼檔案。

如果原始碼沒有語法錯誤，使用以上命令編譯，會在目前的目錄下產生一個名為a.out

的可執行檔。如果原始碼有語法錯誤，則不會產生任何檔案，gcc編譯器會在shell中

提示你錯誤的地點和類型。

也可以使用以下方法編譯原始碼檔案，產生自命名的可執行檔：

gcc 源檔案–o 自命名的檔案名稱

執行目前的目錄下的編譯產生的可執行檔，使用以下格式：

./可執行檔名

 

 

 

 

3.fork() 函數說明

pid_t fork(void)

fork()會產生一個新的子進程。該函數包含於標頭檔unistd.h 中。其子進程會複製

父進程的資料與堆棧空間，並繼承父進程的使用者代碼、組代碼、環境變數、已開啟的文

件代碼、工作目錄和資源限制等。Linux 使用copy-on-write(COW)技術，只有當其中一

進程試圖修改欲複製的空間時才會做真正的複製動作，由於這些繼承的資訊是複製而

來，並非指相同的記憶體空間，因此子進程對這些變數的修改和父進程並不會同步。此

外，子進程不會繼承父進程的檔案鎖定和未處理的訊號。注意，Linux不保證子進程會比

父進程先執行或晚執行，因此編寫程式時要留意死結或競爭條件的發生。

傳回值，如果fork()調用成功則在父進程會返回建立立的子進程代碼(PID)，而在新

建立的子進程中則返回0。如果fork() 失敗則直接返回-1，失敗原因存於errno中。失

敗的原因有三個：

1) 系統記憶體不夠；

2) 進程表滿（容量一般為200~400）；

3) 使用者的子進程太多（一般不超過25個）。

錯誤碼：EAGAIN 記憶體不足；ENOMEM 記憶體不足，無法配置核心所需的資料結構空

間。

 

四、實驗內容和步驟

實驗一：

在Linux環境下，用c語言編程，使用系統調用fork建立進程多個子進程。

（1）在終端裡輸入vim a.c,啟動vi.

（2）按a或者i進入插入模式，在裡面輸入以下代碼。

#include "stdio.h"

#include "sys/types.h"

#include "unistd.h"

int main()

{

 pid_t pid1;

pid_t pid2;

pid1 = fork();

pid2 = fork();

printf("pid1:%d, pid2:%d\n", pid1, pid2);

}

（3）按Esc鍵進入命令模式，輸入：和wq 進行儲存退出vim.

（4）用gcc編譯器編譯該程式： gcc –o a a.c –ggdb

（5）運行剛剛編譯的程式：./a

要求：

A. 請說出執行這個程式後，將一共運行幾個進程。

B. 觀察運行結果，並給出分析與解釋。

 

這個程式運行後，一共將運行4個進程。這4個進程並沒有嚴格的區分先後順序。

剛開始未執行fork()函數時，父進程的pid1和pid2均為0，執行第一個fork()函數時，複製父進程得到一個子進程f1,f1的pid1和pid2均為0,父進程的pid1=f1的id；

執行第二個fork()函數時，繼續複製父進程得到子進程f2,則父進程的pid1=f1的id,pid2=f2的id,f2的pid1=f1的id,f2的pid2=0;

複製進程f1得到進程f11,則f1的pid1=0,f1的pid2=f11的id，f11的pid1和pid2均為0；

 

實驗二：

首先分析一下代碼運行時其輸出結果有哪幾種可能性，按照實驗1步驟編譯調試觀察其實際輸出情況，比較兩者的差異，分析其中的原因。

void main (void)

{    int   x=5;

if( fork( ) )

  {

x+=30;

        printf (“%d\n”,x);

}

 else

      printf(“%d\n”,x);

 printf((“%d\n”,x);

}

（寫出可能的實驗結果及其分析說明）

可能的輸出結果：

1.35 5 35 5父進程執行if語句裡的printf然後子進程執行else語句裡的printf，父進程執行最後一個printf，子進程執行最後一個printf

2.5 35 35 5子進程執行else語句裡的printf，父進程執行if語句裡的printf，父進程執行最後一個printf，子進程執行最後一個printf

3.35 5 5 35父進程執行if語句裡的printf然後子進程執行else語句裡的printf，子進程執行最後一個printf，父進程執行最後一個printf

4.5 35 5 35子進程執行if語句裡的printf然後父進程執行else語句裡的printf，父進程執行最後一個printf，子進程執行最後一個printf

5.35 35 5 5父進程執行if語句裡的printf然後父進程執行最後一個printf，子進程執行else語句裡的printf，子進程執行最後一個printf

6.5 5 35 35子進程執行if語句裡的printf然後子進程執行最後一個printf，父進程執行else語句裡的printf，父進程執行最後一個printf

 

 

五、實驗總結

1．寫出實驗報告。

2. 利用vim對linux文字檔進行編輯。

3.編寫fork()程式，並利用gcc進行編譯、調試和運行。