linux 學習第二周小結

 

 

本周學習概況

● 系統調用

● 標準I/O庫

● 進程式控制制

● 處理序間通訊：管道、具名管道、訊息佇列

● 訊號的基本操作

● 線程的基本操作

 

具體內容如下：

● 系統調用

基本命令

#who

作用： 顯示登陸使用者名稱，終端名，登陸時間

#open

作用 ： 開啟一個檔案

標頭檔 #include <fcntl.h>

原型 int open(char *name, int how)

#close

作用：關閉一個檔案

標頭檔： #include <unistd.h>

原型: int close(int fd)

#read

把指定數目的資料讀到緩衝區

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)

 

● 標準I/O庫

以下的庫函數均為#include<stdio.h>

開啟和關閉流

FILE* fopen(const char *path, const char *mode);

int fclose(FILE *stream);

 

每次一個字元的I/O

int getc(FILE *fp)

int fgetc(FILE *fp)

int getchar(void)

int putc(int c, FILE *fp)

int fputc(int c, FILE *fp)

int putchar(int c)

每次一行的I/O

char *fgets(char *buf, int n, FILE *fp)

char *gets(char *buf)

int fputs(const char *str, FILE *fp)

int puts(const char *str)

資料區塊I/O

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp)

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nobj, FILE *fp)

定位流

long ftell(FILE *fp)

int fseek(FILE *fp, long offset, int whence)

void rewind(FILE *fp)

int fgetpos(FILE *fp, fpos_t *pos)

int fsetpos(FILE *fp, fpos_t *pos)

格式化輸出

int printf(const char *format, …)

int fprintf(FILE *fp, const char *format, …)

int sprintf(char *buf, const char *format, …)

int snprintf(char *buf, size_t n, const char *format,…)

格式化輸入

int scanf(const char *format,…)

int fscanf(FILE *fp, const char *format,…)

int sscanf(const char *buf, const char *format,…)

檔案流的檢測

int feof(FILE *fp)

int ferror(FILE *fp)

●進程式控制制

fork函數：建立一個新進程

#include <unistd.h>

pid_t fork(void)

vfork函數：建立一個新進程

#include <unistd.h>

pid_t vfork(void);

exec函數

int execl(const char *path, const char *arg0, … ,(char *)0 )

int execv(const char *path, char *const argv[])

int execle(const char *path, const char *arg0, … ,(char *)0, char *const envp[] )

int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[])

int execlp(const char *filename, const char *arg0, …, (char *)0 )

int execvp(const char *filename, char *const argv[])

wait和waitpid函數

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status)

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

exit與_exit函數

#include <stdlib.h>

void exit(int status)

void _exit(int status)

sleep函數

unsigned int sleep(unsigned int sec)

●處理序間通訊

pipe管道的建立

#include <unistd.h>

int pipe(int filedes[2]);

fifo有名管道的建立

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode)

訊息佇列的建立、發送、接收、控制訊息

int msgget(key_t key, int flag);

key要通過函數ftok來產生唯一的值.

key_t ftok(char *pathname, int projid);

int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t nbytes, int flag);

 

struct msgbuf{

long mtype; //訊息類型

char mtext[1] //訊息本文

}

ssize_t msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t nbytes, long type, int flag)

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf)

● 訊號的基本操作

kill 傳送訊號

int kill(pid_t pid, int sig)

raise 傳送訊號

int raise(int sig)

alarm 訊號時鐘

unsigned int alarm(unsigned int seconds)

pause 掛起訊號

int pause(void)

signal安裝訊號函數

#include <signal.h>

void (*signal(int signo, void (*func)(int) ) )(int)

訊號集合函式組有如下幾個函數:

初始化訊號集合set並將set設定為空白.

int sigemptyset(sigset_t *set)

 

初始化訊號集合, 將訊號集合設定為所有訊號的集合

int sigfillset(sigset_t *set)

將訊號signo加入到訊號集合之中.

int sigaddset(sigset_t *set, int signo)

訊號signo從訊號集合中刪除.

int sigdelset(sigset_t *set, int signo)

查詢訊號是否在訊號集合之中

int sigismember(sigset_t *set, int signo)

sigprocmask函數的作用是將指定的訊號集合set加入到進程的訊號阻塞集合之中,或從中刪除。

int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oset)

● 線程的基本操作

線程的建立

#include <pthread.h>

int pthread_creat(pthread_t *thread, pthread_att_t *attr, void *(*start_rtn)(void*), void *arg)

線程的終止

#include <pthread.h>

void pthread_exit(void *rval_ptr);

等待線程的終止

void pthread_join(pthread_t thread, void **rval_ptr)

 

請求取消同一進程中的其他線程

#include <pthread.h>

void pthread_cancel(pthread_t tid)

線程清理處理常式

#include <pthread.h>

void pthread_cleanup_push(void(*rtn)(void *),void *arg);

void pthread_cleanup_pop(int execute);

定義互斥鎖

#include<pthread.h>

pthread_t mutex;

初始化一個互斥鎖

#include <pthread.h>

Int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t *attr)

清除一個互斥鎖

int pthread_mutex_destroy( pthread_mutex_t *mutex)

對互斥鎖進行加鎖

#include <pthread.h>

int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex)

int pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t *mutex)

對互斥鎖解鎖

 

int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex)

訊號量

ＰＶ操作

sem_init用於建立一個訊號量，並能初始化它的值

#include <semaphore.h>

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)

sem的定義 sem_t sem;

Ｐ操作

#include <pthread.h>

int sem_wait(sem_t *sem)

int sem_trywait(sem_t *sem)

Ｖ操作

#include <pthread.h>

int sem_post(sem_t *sem)

int sem_getvalue(sem_t *sem)

int sem_destroy(sem_t *sem)

 

主要的練習：

標準I/O:

練習1：

1.定義一個utmp結構體變數A

2.開啟utmp檔案

 

3.從utmp檔案中讀取一個結構體變數的內容到A中

4.顯示A.ut_user的內容

5.重複3.4步，知道把utmp檔案的內容讀完。

練習2：

1. fread、fwrite: 用fopen、fread、fclose實現who命令。

2. fseek : 使用fseek定位到utmp檔案的倒數第四個使用者資訊出開始讀取。

5.fsetpos,fgetpos、用fsetpos實現2中的功能

3. sprintf atoi : 使用sprint atoi來實現資料類型的轉換（整形到字串、字元到整形），顯示或用gdb調試，觀察資料。

4. fprintf、fscanf: 使用fprint實現將who命令中的輸出資訊存入檔案。

6.實現IP地址（字串）和整形資料（4個int型資料）之間的轉換：用sscanf 、sprintf 實現

char *host=“192.168.220.5”；

int p1；

int p2；

int p3；

int p4；

轉換後：p1=192; p2=168; p3=220; p4=5

分別實現：(1)IP->整形 (2)整形->IP

進程練習：

1.在主進程中用fork建立另一個進程

在主進程中輸出 “in main process”，並輸出其pid號

在子進程中輸出 “in sub process”，並輸出其pid號

2.在主進程中用vfork 建立另一個進程，在子進程中對全域變數做改變，觀察主進程中的輸出；並與用fork 建立的子進程作比較。

3. 用execl 調用 “ls -a”命令。

例：execl("/bin/ls", "ls","-l","-a",(char *)0);

char argv[]={"ls","-l","-a",(char *)0};

execv("/bin/ls",argv);

4. 寫一個簡單的shell指令碼，並用execl調用。

5. 練習使用wait和waitpid函數，確定主進程在子進程之後退出；

6. 在主進程中建立2個子進程，第一個子進程等待2秒，第二個子進程等待3秒，主進程中用waitpid分別等待兩個子進程退出，輸出一些提示資訊觀察結果。

7. 區別exit(0)和_exit(0)觀察下面兩段程式的執行結果：

int main()

{ printf("this is a test/n")

printf("test exit fun");

exit(0);

}

int main()

{ printf("this is a test/n")

printf("test exit fun");

_exit(0);

}

處理序間通訊

1．用pipe實現“ls –al | more”。涉及的知識點：pipe、dup2、fork。程式名dup.c

2 .fifo 實現本機上的兩終端的聊天通訊。涉及的知識點：mkfiof、 fork 、open、 close、 read 、write、fgets。程式名 chat1.c

Chat2.c

3.訊息佇列實現本機上的兩終端的聊天通訊。涉及的知識點：msgget msgsnd msgrcv msgctl fork fgets.程式名msg_chat.c

訊號的練習：

練習：fork建立2個進程，父進程用系統調用kill（）向2個子進程分別發送16和17非強制中斷訊號，在子進程中用signal函數設定訊號處理函數，pause等待到訊號後dosomething結束。程式名：signal_ex.c。

線程的練習：

倉庫，生產者，消費者的練習.涉及的知識點：互斥鎖、PV操作。

程式名：semmphore.c。