Linux Chapter5 Exercise

本科时期Linux 程序设计的实验文档整理。

一.实验内容

T1

1、 设计一个程序，要求打开文件“pass”，如果没有这个文件，新建此文件，权限设置为文件所有者具有只读权限。
实验步骤：

首先先使用im编辑好程序，程序具体的内容就不放在这里了，使用到的头文件和函数参数说明会写在下面。

编辑完程序我的目录里的全部文件是这样的：

运行程序：

发现目录文件夹里多出了一个pass的txt文件，虽然里面并不没有存储什么内容，但权限确实是拥有者只读了。

程序很简单，重点是记录的打开创建文件open函数。下面记录一下open的各种参数用法：

使用open需要包含的头文件：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>  //不带这个文件会无法识别参数

函数原型：

int open( const char * pathname, int flags);
int open( const char * pathname,int flags, mode_t mode);

参数flags所有的用法：
这里只用到了其中的两个。

当新建文件时，mode应该填上去，我这里没有写东西，mode填写的是0400（所有者只读），如果后面要写东西，选择这个模式是没法写进文件里去的。

我在打开文件前还先检验了一下文件是否存在(包含unistd.h头文件)，其实按照上面参数介绍来说，不这么做直接O_CREATE打开应该也是可以的。

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2、 设计一个程序，要求新建一个文件“Hello”，利用write函数将“Linux下c语言程序设计”等字符串写入该文件中。

T2

实验步骤：

 g++ linux5T2 -o linux5T2

运行以后Hello的txt文件就生成了，但是还是要注意一点，这个地方如果权限mode设置不对或是忘了设置的话，Hello就没法打开（不可读），需要再改一遍权限为至少可读，我开始就犯了这样的错误。

出现的问题是写入的字符串后面多出了“\00\00”

使用im打开Hello.txt文件，发现文件末尾多出来了一个“@”

把代码发给了老师，老师说他没有出现这样的错误，一切正常，至今还比较迷惑，因为我也没有输入多余的换行或者是空格。

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3、 设计一个程序，要求打开文件“pass”，如果没有这个文件，新建此文件，再读取系统文件“/etc/passwd”,将文件中的内容写入到“pass”文件中。

T3

实验步骤：

这个实验的步骤和上面的实验大同小异，一点差距就是把读到的文件内容直接写入目标文件。

//循环将读取的的文件内容直接写入目标文件中
 while((nbytes=read(fsrc,str,30))>0)
    {
        if((wtype=write(fres,str,30))<0)
            printf("写入文件失败");
    }

c++代码编辑完毕后，对程序进行编译执行。

g++ linux5T3.C -o linux5T3
./linux5T3

这个比较需要注意的还是路经问题，我开始时设置路径为“~/chap5/linux5T3/pass.txt”，结果创建文件总是失败，设置好完整路径就成功的运行了程序了。

修改成完整的文件路径：

打开程序执行后的源文件夹里生成的pass.txt文件，发现etc/passwd里面的内容已经复制进去。

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4、 设计一个程序，要求打印系统目录/usr/include 下所有的文件和子目录的名字。

T4

实验步骤：

这道题主要是针对特殊文件-目录文件的操作：

目录文件是Linux中一种比较特殊的文件。它是Linux文件系统结构中骨架，对构成整个树型层次结构的Linux文件系统非常重要。对目录文件的操作可以使用mkdir函数、opendir函数、closedir函数、readdir函数和scandir函数等。

当然需要包含头文件：

#include <dirent.h>

编译运行：

g++ linux5T4.C -o linux5T4
./linux5T4

出现权限不足报错：Permission denied。

…仔细一看发现上面出现了的报错，并不是一般的权限不足，就是把“./linux5T4”写成了“./linux5T4.C”…以后不能再这样马虎了。

修改过来以后执行：

系统目录/usr/include 下所有的文件和子目录的名字被打印在Terminal中了。

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5、 仿照例5.11，打开一个文件，测试文件有没有被其他进程加写锁或是读取锁，如果已经加了，写锁，那么直接退出，如果加了读取锁，那么继续等待。如果没有加锁，则对其加上写锁，写入“Linux环境下程序设计”，然后取消锁，将文件中的内容读出到屏幕上，退出。

T5

实验步骤：

实验分析：

例5.11的作用是：

打开文件后对其加上强制性的写入锁F_WRLCK，按回车后解锁F_UNLCK，然后加上读出锁F_RDLCK，按回车后再解锁F_UNLCK。

在例5.11中有一个出现了多次的重要函数fcntl：

fcntl是计算机中的一种函数，通过fcntl可以改变已打开的文件性质。

fcntl针对描述符提供控制。参数fd是被参数cmd操作的描述符。针对cmd的值，fcntl能够接受第三个参数int arg。

fcntl的返回值与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。

我查找了fctnl函数常用的参数进行了整理记录：

	fcntl参数表格
1	F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述符，并且复制参数fd的文件描述符。执行成功则返回新复制的文件描述符。新描述符与fd共享同一文件表项，但是新描述符有它自己的一套文件描述符标志，其中FD_CLOEXEC文件描述符标志被清除。
2	F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。
3	F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。
4	F_GETFL 取得文件描述符状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。
5	F_SETFL 设置文件描述符状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
6	F_GETLK 取得文件锁定的状态。
7	F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
8	F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。

要实现本题的逻辑，只需要对例5.11的lock_set(...)函数内做一点修改即可。

对while循环的前半部分，即没有设置进程锁逻辑那部分代码进行修改：

打开两个终端，其中一个终端运行5-11中的代码程序，方便进行测试：

测试结果如下截图所示。

打开文件，检测到文件被加上了写入锁，则直接退出程序：

打开文件，未设置进程锁时，将字符串输出到终端屏幕上：

打开文件，检测到文件被加上了读取锁，则继续等待：

打开文件，检测到文件被加上了读取锁，则继续等待，直到读取锁被释放，再对其加上写锁，写入“Linux环境下程序设计”，然后取消锁，将文件中的内容读出到屏幕上：

二.实验总结

这次没有遇到什么技术性的错误，整理下这次作业用到的ppt上的知识点吧。

1.文件的读写操作

2.基于流的I/O操作

1）流的打开与关闭

基于输入/输出流机制的文件操作，叫做文件流(File Stream)。

fclose函数说明

2）格式化输入与输出

printf函数说明

fscanf函数说明

3.特殊文件的操作

opendir函数说明

readdir函数说明

三.实验感想

实验比较简单，只要做作业的时候头脑比较清醒，好好看一看老师文件包里面的PPT和示例程序，做下来还是比较快的，但前提就是头脑清醒，不然犯一些马虎错误就很痛苦了。