Unix编程实践教程笔记（二）用户，文件操作，联机帮助，实现who，cp
命令也是程序
在unix中，将自己写的程序的可执行文件放到/bin，/usr/bin，/usr/local/bin任一目录中即可增加新的命令
who命令
从第一列开始分别为：用户名，终端名，登录时间
通过查询man who，得知已登录用户的信息放在/var/run/utmp中
使用man -k xxx可以根据关键字搜索联机帮助
由查询可知，utmp文件中保存的是结构体数组，数组元素是utmp类型的结构
who命令的工作方式：
已登录的文件信息放在utmp中
who执行时，打开utmp->读取记录->显示记录->关闭utmp文件
所以需要从文件中读取一个整个数据结构
一次读出整个数据结构（这里是结构体）
使用getc是逐个字节读取
man -k file | grep read
-k选项只支持一个关键字
配合grep来查找file相关的主题中与read相关的主题
一次读取一个数据结构的方法：read系统调用
//read函数传入一个文件描述符，读取文件，将文件中一定数目的字节读入一个缓冲区
//成功返回读取到的字节数
//On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
使用open打开文件，获取文件描述符
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
最后使用close系统调用关闭进程和文件fd之间的连接
过滤用户名为空和非真实用户的条目：
当ut_type为7时，代表这是已经登录的用户
显示可读的时间：
unix存储时间使用的是time_t类型，时间用一个整数表示（long int）
#include <time.h>
char *asctime(const struct tm *tm);
char *asctime_r(const struct tm *tm, char *buf);
char *ctime(const time_t *timep);
char *ctime_r(const time_t *timep, char *buf);
ctime将表示时间的整数值转化为字符串类型
#include<time.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<utmp.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
void showtime(long timeval)
{
char* cp;
cp = ctime(&timeval);
printf("%12.12s",cp);
}
void show_info(struct utmp *utbufp)
{
if(utbufp->ut_type!=USER_PROCESS)return;
printf("%-8.8s",utbufp->ut_name);
printf(" ");
printf("%-8.8s",utbufp->ut_line);
printf(" ");
showtime(utbufp->ut_tv.tv_sec);
if(utbufp->ut_host[0]!='\0')
{
printf("(%s)",utbufp->ut_host);
}
printf("\n");
}
int main()
{
struct utmp utbuf;
int fd;
if((fd = open(UTMP_FILE,O_RDONLY))==-1){
perror(UTMP_FILE);
exit(1);
}
while(1)
{
if(read(fd,&utbuf,sizeof(utbuf))!=sizeof(utbuf))
{
break;
}
else{
show_info(&utbuf);
}
}
close(fd);
return 0;
}
cp命令
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int creat(const char *pathname, mode_t mode);
通过读写来复制文件
//create告知内核创建一个名为pathname的文件，如果不存在则创建，存在则将内容情况，文件长度设为0
//文件许可位被设置为第二个参数指定的值
write函数返回写入文件的字节数
从源文件中读取数据存入缓冲，将缓冲中的数据写入目标文件
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
#define BUF 4096
#define MODE 0644
void print_errors(char *s1,char* s2)
{
fprintf(stderr,"error:%s",s1);
perror(s2);
exit(1);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
int fd,out_fd,chars;
char buf[BUF];
if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"usage:%s source destination\n",argv[0]);
exit(1);
}
if((fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
{
print_errors("can't open ",argv[1]);
}
if((out_fd=creat(argv[2],MODE))==-1)
{
print_errors("can't creat ",argv[2]);
}
while((chars=read(fd,buf,BUF))>0)
{
if(write(out_fd,buf,chars)!=chars)
{
print_errors("write error to ",argv[2]);
}
}
if(chars==-1)
{
print_errors("read error from ",argv[1]);
}
if(close(fd)==-1||close(out_fd)==-1)
{
print_errors("error closing files","");
}
return 0;
}
使用缓存提高文件I/O效率
防止频繁的系统调用
磁盘只能被内核访问，系统调用时，要执行内核代码，系统调用结束时，CPU要切换回用户模式，环境的切换花费很多时间
运用缓冲，对于who1.c:一次读取多个记录写入缓冲中
当缓冲中所有记录都被取走，才再次调用内核服务重新读取数据
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<utmp.h>
#include<fcntl.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#define NRECS 16
#define UTSIZE (sizeof(struct utmp))
static char utmpbuf[NRECS*UTSIZE];
static int num_recs;
static int cur_rec;
static int fd = -1;
void showtime(long timeval)
{
char* cp;
cp = ctime(&timeval);
printf("%12.12s",cp);
}
void show_info(struct utmp *utbufp)
{
if(utbufp->ut_type!=USER_PROCESS)return;
printf("%-8.8s",utbufp->ut_name);
printf(" ");
printf("%-8.8s",utbufp->ut_line);
printf(" ");
showtime(utbufp->ut_tv.tv_sec);
if(utbufp->ut_host[0]!='\0')
{
printf("(%s)",utbufp->ut_host);
}
printf("\n");
}
int utmp_open(char * filename)
{
fd = open(filename,O_RDONLY);
cur_rec = num_recs = 0;
return fd;
}
struct utmp* utmp_next()
{
struct utmp* recp;
if(fd==-1)
{
return NULL;
}
if((cur_rec==num_recs)&&utmp_load()==0)
{
return NULL;
}
recp = (struct utmp*)&utmpbuf[cur_rec*UTSIZE];
cur_rec++;
return recp;
}
//一次读num_recs个，cur_rec用在从缓存中取数据的时候来计数
int utmp_load()
{
int amt_read;
amt_read = read(fd,utmpbuf,NRECS*UTSIZE);
num_recs = amt_read/UTSIZE;
cur_rec = 0;
return num_recs;
}
void utmp_close()
{
if(fd!=-1)
{
close(fd);
}
}
int main()
{
struct utmp* utbufp;
struct utmp* ut = utmp_next();
if(utmp_open(UTMP_FILE)==-1)
{
perror(UTMP_FILE);
exit(1);
}
while((utbufp = utmp_next())!=NULL)
{
show_info(utbufp);
}
utmp_close();
return 0;
}
内核缓冲技术
相比内核和用户模式之间的切换，I/O更花时间
内核会将磁盘上的数据复制到内核缓冲区中，一个用户空间中的进程要从磁盘读取数据时，不直接读磁盘
而是将内核缓冲区中的数据复制到进程的缓冲区中
文件读写
注销过程的工作
打开utmp->找到所在终端的登录记录->修改记录->关闭文件
找到：while循环，每次读入一条记录，作比较
修改记录：将ut_type改为DEAD_PROCESS，tv改为注销时间
使用系统调用lseek，（找到当前文件位置的指针）
系统每次打开一个文件，都会保存一个指向文件当前位置的指针,当读写操作完成时,指针会移到下一个记录位置
这个指针与文件描述符相关联。在这种情况下,指针是指向下一条登录记录的头一个字节
lseek(fd,10*sizeof(struct utmp),SEEK_SET);//将指针指向第11个记录的开始位置
lseek(fd,0,SEEK_END);//指向末尾
write(fd,"hello",strlen("hello"));//将一个字符串写入文件末尾
lseek(fd,0,SEEKK_CUR);//返回指针指向的当前位置
//注意偏移量可以为负数
lseek(fd,-(sizeof(struct utmp)),SEEK_CUR);
//终端注销代码：
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<utmp.h>
#include<fcntl.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int logout_tty(char *line)
{
int fd;
struct utmp rec;
int len = sizeof(struct utmp);
int retval = -1;
if((fd=open(UTMP_FILE,O_RDWR))==-1)
return -1;
while(read(fd,&rec,len)==len)
{
if(strncmp(rec.ut_line,line,sizeof(rec.ut_line))==0)
{
rec.ut_type = DEAD_PROCESS;
// if(time(&rec.ut_tv.tv_sec)!=-1)
// {
//回到此记录的开头
if(lseek(fd,-len,SEEK_CUR)!=-1)
{
//更新
if(write(fd,&rec,len)==len)
{
retval=0;
}
}
// }
break;
}
}
if(close(fd)==-1)
retval = -1;
return retval;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
logout_tty(argv[1]);
printf("%s\n",argv[1]);
return 0;
}
系统调用中的错误处理
errno
用于确定发生什么种类的错误
#include<errno.h>
perror
用于显示错误信息
#include<stdio.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/types.h>
#include<utmp.h>
#include<fcntl.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int main()
{
int fd;
fd = open("file",O_RDONLY);
if(fd==-1)
{
perror("cannot open file");
}
return 0;
}
学习的时候喜欢用Markdown做记录，存货已经堆满文件夹了
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