Linux系统编程入门(下)
Makefile
- 文件命名及规则
app:sub.c add.c mult.c div.c main.c
gcc sub.c add.c mult.c div.c main.c -o app
- 检查更新
app:sub.o add.o mult.o div.o main.o
gcc sub.o add.o mult.o div.o main.o -o app
sub.o:sub.c
gcc -c sub.c -o sub.o
add.o:add.c
gcc -c add.c -o add.o
mult.o:mult.c
gcc -c mult.c -o mult.o
div.o:div.c
gcc -c div.c -o div.o
main.o:main.c
gcc -c main.c -o main.o
- 变量
#定义变量
src=sub.o add.o mult.o div.o main.o
target=app
$(target):$(src)
$(CC) $(src) -o $(target)
sub.o:sub.c
gcc -c sub.c -o sub.o
add.o:add.c
gcc -c add.c -o add.o
mult.o:mult.c
gcc -c mult.c -o mult.o
div.o:div.c
gcc -c div.c -o div.o
main.o:main.c
gcc -c main.c -o main.o
- 模式匹配
#定义变量
src=sub.o add.o mult.o div.o main.o
target=app
$(target):$(src)
$(CC) $(src) -o $(target)
%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@
-
wildcard函数
获取目标目录下的.c文件
src=$(wildcard ./*.c)
- patsubst函数
在目标文本text里找到符合模式pattern的文本，如果匹配的话使用replacement来替换，返回被替换后的字符串
#定义变量
src=$(wildcard ./*.c)
#src=sub.o add.o mult.o div.o main.o
#在src这个文本字符串里将.c后缀，修改为.o后缀
objs=$(patsubst %.c, %.o, $(src))
target=app
$(target):$(objs)
$(CC) $(objs) -o $(target)
%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@
-
clean
规则定义：在Makefile中添加clean规则用于删除编译生成的中间文件（.o文件），其基本语法为：
参数说明：-f参数表示强制删除，避免因文件不存在而报错
clean文件冲突问题： 当目录中存在名为clean的文件时，执行make clean会提示"clean已是最新"而不执行删除操作，
解决方法是在Makefile中添加.PHONY: clean声明clean为伪目标，伪目标不会生成实际文件，因此不会与同名文件冲突。
src=$(wildcard ./*.c)
objs=$(patsubst %.c, %.o, $(src))
target=app
$(target):$(objs)
$(CC) $(objs) -o $(target)
%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@
#定义clean是一个尾目标。表示clean不需要生成文件
.PHONY:clean
clean:
rm $(objs) -f
GDB
Linux系统IO函数
IO函数
open
- 打开文件
/*
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
//打开一个已经存在的文件
int open(const char *pathname, int flags);
参数：
- pathname:要打开文件的路径
- flags:对文件的操作权限设置还有其他的设置
O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR 这三个只能选一个
返回值：返回一个新的文件描述符，如果调用失败，返回-1
errno: 属于Linux系统函数库，库里面的一个全局变量，记录的是最近的错误号。
#include <stdio.h>
void perror(const char *s);
s参数：用户描述，比如hello，最终输出的内容是 hello:xxx(实际的错误信息)
作用：打印errno对应的错误描述
//创建一个新的文件
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
*/
- 示例
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
int fd = open("a.txt", O_RDONLY);
if(fd == -1) {
perror("open");
}
//关闭
close(fd);
return 0;
}
- 创建新文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
参数:
- pathname: 要创建的文件的路径
- flags: 对文件操作的权限和其他的设置
- 必选项: O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR 互斥的
- 可选项: O_CREAT 文件不存在，创建新文件
- mode: 八进制的数，表示创建出的新的文件的操作权限，比如： 0775 (0代表八进制，7代表用户权限，7代表用户所在组的权限，5代表其他组的用户权限)
最终的权限是: mode & ~umask
umask的作用是抹去某些权限
umask 与 当前用户有关
~umask = 0777-umask = 0777-0002 = 0775
最终的权限是: 0777 & 0775 = 0775
- 示例
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
//创建一个新的文件
int fd = open("create.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0777);
if(fd == -1) {
perror("open");
}
//关闭
close(fd);
return 0;
}
close
#include <unistd.h>
int close(int fd);
read与write
man 2 read
man 2 write
- read
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
参数:
- fd: 文件描述符, open得到的，通过文件描述符来操作某个文件
- buf: 需要读取数据存放的地方，数组的地址（传出参数）
- count: 指定的数组的大小
返回值:
- 成功:
>0 : 返回实际的读取到的字节数
=0 : 文件已经读取完了
- 失败:
-1 : 读取失败并设置errorno
- write
#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
参数:
- fd: 文件描述符, open得到的，通过文件描述符来操作某个文件
- buf: 要往磁盘写入的数据
- count: 要写的的数据的实际大小
返回值:
成功：实际写入的字节数
失败: -1， 写入失败并设置errorno
- 实现拷贝文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
// 1.通过open, 只读O_RDONLY打开english.txt文件
int srcfd = open("english.txt", O_RDONLY);
if(srcfd == -1) {
perror("open");
}
// 2.创建一个新的文件(拷贝文件)
int destfd = open("cpy.txt", O_WRONLY | O_CREAT, 0664);
if(destfd == -1) {
perror("open");
}
// 3.频繁的读写操作
char buf[1024] = {0};
// int len = read(srcfd, buf, sizeof(buf));
// printf("%s", buf);
int len = 0;
while((len = read(srcfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
write(destfd, buf, len);
}
// 4.关闭文件
close(srcfd);
close(destfd);
return 0;
}
lseek
标准C库的函数 man 3 fseek
#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);
Linux系统函数 man 2 lseek
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
参数：
- fd: 文件描述符，通过open得到的，通过这个fd操作某个文件
- offset: 偏移量
- whence:
SEEK_SET
设置文件指针的偏移量
SEEK_CUR
设置偏移量：当前位置 + 第二个参数offset的值
SEEK_END
设置偏移量：文件大小 + 第二个参数offset的值
返回值：返回文件指针的位置
-
作用
1.移动文件指针到头文件
lseek(fd, 0, SEEK_SET)2.用来获取当前文件指针
lseek(fd, 0, SEEK_CUR)3.获取文件长度
lseek(fd, 0, SEEK_END)4.拓展文件的长度： eg.当前文件10b, 110b, 增加了100个字节
lseek(fd, 100, SEEK_END)
注意要写入一次数据才生效 -
实现扩展文件大小
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int fd = open("hello.txt", O_RDWR);
if(fd == -1) {
perror("open");
}
//扩展文件长度
int ret = lseek(fd, 100, SEEK_END);
if(ret == -1) {
perror("lseek");
}
//11+100+1=112
write(fd, " ", 1);
//关闭文件
close(fd);
return 0;
}
stat与lstat
man 2 stat
- stat作用
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
作用： 获取一个文件相关的信息
参数：
- pathname: 文件路径
- statbuf: 结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件信息
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1 设置errno
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
作用： 获取一个文件相关的信息
参数：
- pathname: 文件路径
- statbuf: 结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件信息
返回值：
成功：返回0
失败：返回-1 设置errno
-
st_mode变量
-
stat示例
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
struct stat statbuf;
int ret = stat("a.txt", &statbuf);
if(ret == -1) {
perror("stat");
}
printf("size: %ld\n", statbuf.st_size);
return 0;
}
-
软链接:
ln -s a.txt b.txt
-
stat与lstat的区别
当文件是一个符号链接时， lstat返回的是该符号链接本身的信息； 而stat返回的是该链接指向的文件的信息。
实现ls-l命令
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
//模拟实现 ls -l命令
//-rw-rw-r-- 1 chan chan 11 9月 6 17:51 a.txt
int main(int argc, char *argv[]) {
//判断输入的参数是否正确
if(argc < 2) {
printf("%s filename\n", argv[0]);
return 0;
}
//通过用户传入的文件名，调用stat获取文件信息
struct stat statbuf;
int ret = stat(argv[1], &statbuf);
if(ret == -1) {
perror("stat");
return 0;
}
//1. 获取文件类型与文件权限
char perms[11] = {0}; //用于保存文件类型与文件权限
switch (statbuf.st_mode & S_IFMT) {
case S_IFLNK:
perms[0] = 'l';
break;
case S_IFREG:
perms[0] = '-';
break;
case S_IFBLK:
perms[0] = 'b';
break;
case S_IFDIR:
perms[0] = 'd';
break;
case S_IFCHR:
perms[0] = 'c';
break;
case S_IFIFO:
perms[0] = 'p';
break;
case S_IFSOCK:
perms[0] = 's';
break;
default:
perms[0] = '?';
break;
}
// 判断文件的访问权限
perms[1] = (statbuf.st_mode & S_IRUSR) ? 'r':'-';
perms[2] = (statbuf.st_mode & S_IWUSR) ? 'w':'-';
perms[3] = (statbuf.st_mode & S_IXUSR) ? 'x':'-';
perms[4] = (statbuf.st_mode & S_IRGRP) ? 'r':'-';
perms[5] = (statbuf.st_mode & S_IWGRP) ? 'w':'-';
perms[6] = (statbuf.st_mode & S_IXGRP) ? 'x':'-';
perms[7] = (statbuf.st_mode & S_IROTH) ? 'r':'-';
perms[8] = (statbuf.st_mode & S_IWOTH) ? 'w':'-';
perms[9] = (statbuf.st_mode & S_IXOTH) ? 'x':'-';
// 2.硬连接数
int linknum = statbuf.st_nlink;
// 3.文件所有者: 可以通过statbuf.st_uid得到uid, 然后通过getpwuid来获取用户名; man 3 getpwuid可查看
char * fileUser = getpwuid(statbuf.st_uid)->pw_name;
// 4.文件所在组: 可以通过statbuf.st_gid得到gid, 然后通过getgrgid来获取用户名; man 3 getpwgid可查看
char * fileGrp = getgrgid(statbuf.st_gid)->gr_name;
// 5.获取大小
long int fileSize = statbuf.st_size;
// 6.获取修改时间 statbuf.st_mtime:从1980年到修改时间的一个秒数，使用ctime转换，以换行结尾
char * time = ctime(&statbuf.st_mtime);
char mtime[512] = {0};
strncpy(mtime, time, strlen(time)-1);
char buf[1024];
sprintf(buf, "%s %d %s %s %ld %s %s", perms, linknum, fileUser, fileGrp, fileSize, mtime, argv[1]);
printf("%s\n", buf);
return 0;
}
文件操作函数
文件属性操作函数
access
man 2 access
#include <unistd.h>
int access(const char *pathname, int mode);
作用：判断某个文件是否有某个权限(R_OK,W_OK,X_OK)，或者判断文件是否存在(F_OK)
参数：
- pathname: 判断的文件路径
- mode:
R_OK,W_OK,X_OK,F_OK 读,写,执行,文件存在
返回值：成功返回0，失败返回1
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int ret = access("a.txt", F_OK);
if(ret == -1) {
perror("access");
return -1;
}
printf("文件存在！！！\n");
return 0;
}
chmod
#include <sys/stat.h>
int chmod(const char *pathname, mode_t mode);
作用：修改文件的权限
参数：
- pathname: 修改的文件的路径
- mode: 需要修改的权限值，八进制数
返回值：
On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
- 示例代码
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int ret = chmod("a.txt", 0775);
if(ret == -1) {
perror("chmod");
return -1;
}
printf("修改成功！\n");
return 0;
}
chown
改变用户所属组 sudo useradd 用户名 添加用户 /vim/passwd 可查看所有用户 /vim/group 可查看每个用户的组情况 id 用户名 查看用户所属组信息
#include <unistd.h>
int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);
作用：让目标用户,uid 归属于gid下
truncate
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int truncate(const char *path, off_t length);
作用：缩减或者扩展文件的尺寸至指定的大小
参数：
- path: 需要修改的文件的路径
- length: 最终文件需要变成的大小
返回值：
On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int ret = truncate("b.txt", 5);
if(ret == -1) {
perror("truncate");
return -1;
}
printf("修改文件大小成功\n");
return 0;
}
目录操作函数
mkdir
创建文件夹
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
作用：创建一个目录
参数：
pathname: 创建的目录的路径
mode: 权限，八进制的数
返回值：
return zero on success, or -1 if an error occurred (in which case, errno is set appropriately).
- 示例代码
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int ret = mkdir("a", 0777);
if(ret == -1) {
perror("mkdir");
return -1;
}
printf("创建文件夹成功\n");
return 0;
}
rmdir
删除目录
rename
修改名字
#include <stdio.h>
int rename(const char *oldpath, const char *newpath);
返回值
On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
- 示例代码
#include <stdio.h>
int main() {
int ret = rename("a","b");
if(ret == -1) {
perror("rename");
return -1;
}
printf("修改成功\n");
return 0;
}
chdir与getcwd
#include <unistd.h>
int chdir(const char *path);
作用：修改进程的工作目录
比如在/home/chan 启动了一个可执行的程序a.out，进程的工作目录 /home/chan
参数：
path: 需要修改的工作目录
返回值：
On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
#include <unistd.h>
char *getcwd(char *buf, size_t size);
作用：获取当前工作目录
参数：
- buf: 存储的路径，指向一个数组(传出参数)
- size: 数组大小
返回值：
返回指向的一块内存，这个数据就是第一个参数
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main() {
char buf[128];
getcwd(buf, sizeof(buf));
printf("当前的工作目录是：%s\n", buf);
//修改工作目录
int ret = chdir("b");
if(ret == -1) {
perror("chdir");
return -1;
}
printf("修改后的工作目录是：b\n");
//创建一个新文件
int fd = open("chdir.txt", O_WRONLY|O_CREAT, 0664);
if(fd == -1) {
perror("open");
return -1;
}
close(fd);
//获取当前的工作路径
char buff[128];
getcwd(buff, sizeof(buff));
printf("当前的工作目录是：%s\n", buff);
return 0;
}
目录遍历函数
opendir
man 3 opendir
// 打开一个目录
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(const char *name);
参数：
- name: 打开的目录名
返回：
DIR * 类型, 一个目录流
失败返回NULL
readdir
man 3 readdir
// 读取目录的数据
#include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp);
- 参数： dirp是opendir返回的目录流
- 返回：
dirent结构体, 代表读取到的文件信息
读取到了末尾或者失败了返回NULL
struct dirent {
ino_t d_ino;
off_t d_off;
unsigned short d_reclen;
unsigned char d_type;
char d_name[256];
};
closedir
man 3 closedir
// 关闭目录
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);
递归获取目录下的普通文件个数
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
//读取某个目录下的所有普通文件的个数
int FileNum(const char *path);
int main(int argc, char *argv[]) {
if(argc < 2) {
printf("%s path\n", argv[0]);
return -1;
}
printf("普通文件个数为%d\n", FileNum(argv[1]));
return 0;
}
// 用于获取目录下所有所有普通文件的个数
int FileNum(const char *path) {
int cnt = 0;
// 1.打开目录
DIR *dir = opendir(path);
if(dir == NULL) {
perror(NULL);
exit(0);
}
// 2.循环读取dir
struct dirent *ptr;
while((ptr=readdir(dir)) != NULL) {
// 获取名称 (目的是过滤掉 ./ 和 ../)
char *dname = ptr->d_name;
if(strcmp(dname,".") == 0||strcmp(dname,"..") == 0) {
continue;
}
// 判断是普通文件还是目录
// 如果是目录
if(ptr->d_type == DT_DIR) {
// 递归读取这个目录, 需要在path后加上/dname
char newpath[256];
sprintf(newpath, "%s/%s", path, dname);
cnt += FileNum(newpath);
}
// 如果是普通文件
if(ptr->d_type == DT_REG) {
cnt ++;
}
}
closedir(dir);
return cnt;
}
dup与fcntl
dup
#include <unistd.h>
int dup(int oldfd);
作用：复制一个新的文件描述符，与传入的旧的文件描述符oldfd指向同一个文件
例子：
fd=3, int fd1 = dup(fd),
fd指向的是a.txt，fd1指向的也是a.txt
从空闲的文件描述符表中找一个最小的，作为新的拷贝文件
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
int fd = open("a.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0644);
int fd1 = dup(fd);
if(fd1 == -1) {
perror("dup");
return -1;
}
printf("fd=%d fd1=%d\n", fd, fd1);
close(fd);
char *str = "Hello, World";
int ret = write(fd1, str, strlen(str));
if(ret == -1) {
perror("write");
return -1;
}
close(fd1);
return 0;
}
dup2
#include <unistd.h>
int dup2(int oldfd, int newfd);
作用：重定向文件描述符
eg: oldfd指向a.txt, newfd指向b.txt
调用函数成功后， newfd 和 b.txt做close, newfd指向了a.txt
oldfd 必须是一个有效的文件描述符
oldfd和newfd值相同，相当于什么也没有做
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
int fd = open("1.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
if(fd == -1) {
perror("open");
}
int fd1 = open("2.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
printf("fd=%d fd1=%d\n", fd, fd1);
int fd2 = dup2(fd, fd1);
if(fd2 == -1) {
perror("dup2");
}
// 通过fd1去写数据，实际操作的是1.txt，而不是2.txt
char *str = "Hello, World!";
int ret =write(fd1, str, strlen(str));
if(ret == -1) {
perror("write");
}
printf("fd=%d fd1=%d fd2=%d\n", fd, fd1, fd2);
close(fd);
close(fd1);
return 0;
}
fcntl
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ...);
参数：
fd: 文件描述符
cmd: 表示对文件描述符进行如何操作
- F_DUPFD : 复制文件描述符， 复制的是第一个参数fd， 得到一个新的描述符(返回值)
int ret = fcntl(fd, F_DUPFD);
- F_GETFL : 获取指定的文件描述符的文件状态flag
获取的 flag 和 我们通过open函数传递的flag(O_RDWR | O_CREATE)是一个东西
- F_SETFL : 设置文件描述符文件状态flag
必选项： O_WRONLY, O_WRONLY, O_RDWR 不可以被修改
可选项： O_APPEND, O_NONBLOCK
O_APPEND 表示追加数据
O_NONBLOCK 表示设置非堵塞
阻塞和非阻塞： 描述的是函数调用的行为。
- 示例代码
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
// 1.复制文件描述符
// int fd = open("1.txt", O_RDONLY | O_CREAT);
// int fd1 = fcntl(fd, F_DUPFD);
// printf("%d %d\n", fd, fd1);
// 2.修改或者获取文件状态
int fd = open("1.txt", O_RDWR);
if(fd == -1) {
perror("open");
return -1;
}
// 获取文件描述符状态flag
int flag = fcntl(fd, F_GETFL);
// 修改文件描述符状态的flag， 给flag加入O_APPEND标记
int ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_APPEND);
if(ret == -1) {
perror("fcntl");
return -1;
}
char *str="nihao!";
write(fd, str, strlen(str));
close(fd);
return 0;
}
浙公网安备 33010602011771号