linux系统程序设计教程
第一章:生成一个Process(进程)
进程是什么?简单地说,进程就是在执行状态下的一个程序(包括CPU状态,所占内存的状态,等等)
A进程生成了B进程,也就是说,A程序在执行的时候,又生成了另一个进程B。这个时候,我们可以把A进程叫做父进程,把B进程叫做子进程。
例程序:
// Usage : ./a.out 20
#include
int main( int argc , char *argv[])
{
int dep_time;
dep_time = atoi( argv[1] )*60 ; //将参数中给出的20(分钟)转换成整型的秒数
if( fork()==0 ) //生成子进程,然后父进程中止
{
sleep( dep_time );
fprintf( stderr , !!!!!!!!
);
}
return 0;
}
上面的程序是一个闹钟程序。当你执行之后。程序不会显示什么,而是一下就回到UNIX的提示符下。但是你在命令行中指定了20分钟后你有事,那么在你执行这个程序之后20分钟,他会提醒你到时间了。
本程序只是做示例用,没有检查参数是否正确,等等。
生成一个新的进程,可以使用 fork() 函数 。以下说说fork()函数。
头文件: #include
形式 pid_t fork();
参数 无
返回值 成功时: 父进程中:子进程的PID (Process ID)
子进程中:0
失败时: 父进程中:-1
由于失败,没有生成子进程;
fork()刚执行完的时候,子进程和父进程是完全一模一样的两份进程(当然,PID是不一样的)。他们的各个变量的值都是一样的,而且都认为自己已经执行完fork()了。fork()后,区分父进程和子进程,只要看fork()的返回值就行了。
if( fork()==0 ) printf(这是子进程);
else printf(这是父进程);
同理:
if( fork()==0 )
{
//接下来要子进程做的工作
}
else
{
//接下来要父进程做的工作
}
一般,我们会把fork()返回给父进程的值保存下来(其实就是子进程的PID),等到需要结束子进程的时候,我们关掉他,如下:
pid_t child_pid ;
child_pid=fork();
if( child_pid==0 )
{
// ... ...
}
else
{
// ... ...
}
// ... ...需要结束子进程的时候
kill( child_pid , SIGKILL ) // kill()函数是用来发给另一个进程一个消息的。以后再讲。
先写这些,试试手。喜欢就顶。要是没人爱看我就不写了。呵呵。省得大家说我乱贴垃圾。
以后计划贴的东西:
在程序中执行UNIX命令或者另一个程序
取得环境变量并利用
UNIX文件系统(在程序中取得分区信息,等等)
使用管道操作达到在各进程互相交流数据
信号(signal)
进程间共享内存
用message实现进程间共享信息
第二章:在程序中执行UNIX命令或者其它程序
在UNIX下,像DOS的command.com那样的程序,我们称之为外壳(shell)。外壳就是一个命令解释器,你在外壳的提示符下输入命令(如同DOS的提示符一样),系统便会执行。
DOS的提示符一般是C:>,当然,你想改成什么样就能改成什么样,又当然,像BBS一样贴张图上去是不太现实的。
UNIX的提示符根据外壳的不同是不同的。
为了更好地说明本章想讲解的内容,我们先做一个外壳试试(玩具级别的)。我们给他起名叫SSH(Sohu Shell)吧。想取名叫CSH,可惜CSH在没生我之前就有了。呵呵。
1 /* 简单的外壳程序 */ 2 #include 3 int main() 4 { 5 static char prompt[64]=> ; 6 char command[256]; 7 int st; 8 9 fprintf(stderr,%s,prompt); // 在屏幕上输出提示符 10 while(gets(command)!=NULL) // 取得命令 11 { 12 if(fork()==0) // 生成子进程 13 { // 这里是子进程接下来要做的事 14 if( execl(command,command,(char *)0)==(-1) ) 15 // 上一句是执行命令 16 exit(1); // 当出错时子进程异常中止 17 } 18 else 19 { // 父进程 20 wait(&st); // 等待子进程结束 21 fprintf(stderr,%s,prompt); 22 // 输出提示符,等待命令 23 } 24 } 25 return 0; 26 }
执行方法:
%./ssh
>/bin/ls
当前目录下文件名一览
>Ctrl+D
%
普通的外壳在执行exit命令后会关闭。也就是说,退出一层外壳。咱们这个程序现在还做不到。愿意的话加上这个功能试试好了。所以要关闭这个外壳就得来点狠的。Ctrl+D,Ctrl+C什么的。再不你就再开一个外壳然后ps -ef再kill。再狠一些……拆硬盘,拨电源
我们这里有了一个新的函数:execl()。其实他是一组函数中的一个。这组函数如下:
int execl( path , arg0 , arg1 , ... , argn , (char *)0 );
int execv( path , argv );
int execle( path , arg0 , arg1 , ... , argn , (char *)0 , envp );
int execve( path , argv , envp );
int execlp( file , arg0 , arg1 , ... , argn , (char *)0 );
int execvp( file , argv );
其中的参数定义如下:
char *path;
char *file;
char *arg0 , *arg1 , ... , *argn;
char *argv[];
char *envp[];
返回值: 成功时:所执行的命令将会覆盖现有的进程,所以无返回值
失败时:-1
用过TC的朋友应该知道,TC的Process.h里有一个system()函数。这组函数其实和system()的功能差不多。
比方说:
execl( /bin/ls , /bin/ls , -al , /home , (char *)0 );
或者
char *argv[];
strcpy( argv[0] , /bin/ls );
strcpy( argv[1] , -al );
strcop( argv[2] , /home );
execv( /bin/ls , argv );
都相当于在命令行下敲入了/bin/ls -al /home并且回车。(引号不是命令里的。是我解释时加上去的。别看混了)。
execle()和execve(),函数名最后一个字母都是e。就是说,这两个函数在调用其它程序的同时,还可以把环境变量一起传给被调程序
execlp()和execvp(),函数名最后一个字母都是p,就是说,这两个函数在使用的时候,就算你不指定命令文件所在的路径,它也会根据环境变量PATH去挨个地方找。找着就执行。找不着拉倒。
比方说:
setenv $path = ( /bin $path ) 这句话将环境变量PATH的第一个路径设为/bin。这是在SHELL下执行的。C里没这东西吧。
在程序中这样用这个函数
execlp( ls , ls , -al , /home , (char *)0 );
与上面的效果一样。当然。如果你PATH变量没设好的话。它就不一定找到哪儿去了。
还有一个函数是wait(),说明如下:
#include
pid_t wait(int *stat_loc);
返回值就是一个PID了。忘了PID是什么意思的朋友光顾一下我上一篇贴子。
它的参数有些意思。其实它与你的子进程用什么方式结束有关系。当你的子进程以exit()方式结束的话,stat_loc所指向的地址的前8位将会是exit()的参数的后8位,而stat_loc所指向的地址的后8位是0。比方说:你的子进程是exit(1);那stat_loc所指向的地址的内容应该是0000 0001 0000 0000。
exit():
#include
void exit(int status);
就算你在程序中没写exit()函数,编译器也是认为你是在最后加入了这个函数。
第三章:增强ssh的功能(使用环境变量)
还记得上次做的那个ssh吧?这回咱们把它再改一改。
大家知道。C语言的main函数是这样的:
int main( int argc , char *argv[] , char *envp );
前两个不用说了吧。其实知道前两个的话应该也知道第三个:取得系统环境变量。
UNIX和DOS一样。有着各种各样的环境变量(明确地说,应该是比DOS用得更广泛)。比方说常用的$PATH,$HOME,$USER等等。如果用的是csh,可以改 ~/.cshrc或者干脆直接在命令行下设就行了。这些是UNIX的东西,不属于我们在C/C++讨论的东西了。有兴趣的朋友可以到UNIX版去看一看。
下面是一个取得系统环境变量并输出的小程序
/* getenv.c 取得系统环境变量并输出 */
#include
int main ( int argc , char *argv[] , char *envp[] )
{
int i;
for( i=0 ; envp[i]!=NULL ; i++ )
{
printf( %s
, envp[i] );
}
return 0;
}
编译执行后应该是这样:
%./getenv
DISPLAY=:0.0
HOME=/home/syuui
USER=syuui
以及你的系统中其它的环境变量。
想一想它是怎么运行的:当你在命令行下敲入getenv并回车,shell就fork出一个新的进程,然后让这个进程去执行getenv,并把现在系统中的各个环境变量存入到envp里去。这个时候,原来shell的进程就是getenv进程的父进程。envp的参数是从父进程中取得的。现在你知道上一节中为什么有那两个带p的函数了?
上一回做的ssh这个外壳的命令是带不了参数的。因为咱们的程序不知道要去读参数。这回不妨做一个能读参数的试试
1 #include 2 #define SP 0 3 #define NOSP 1 4 void getarg( char *argv[] , char *p ); //取得各个参数 5 int main() 6 { 7 static char prompt[64]=> ; 8 char command[256], *argv[256], *p; 9 int st; 10 11 fprintf( stderr , %s , prompt ); 12 while( (p=gets(command))!=NULL ) 13 { 14 getarg( argv , p ); 15 if( fork()==0 ) 16 { 17 if( execv(argv[0],argv)==(-1) ) 18 exit(1); 19 } 20 else 21 { 22 wait( &st ); 23 fprintf( stderr , %s , prompt); 24 } 25 } 26 return 0; 27 } 28 void getarg( char *argv[] , char *p ) 29 { 30 int i , sp_flag ; 31 sp_flag=SP; //SP代表空格,NOSP代表非空格的意思 32 for( i=0 ; *p!='