实验四 Linux下的C语言编程

实验四Linux下的C语言编程

实验类别：设计型实验时数：6学时

开课单位：计算机学院计算机科学与技术系实验地点：健翔校区计算中心

一、实验目的

通过本实验练习，使学生掌握有关文件管理与文件操作的内容。首先要熟悉在LINUX系统下文件系统的构建方法；其次要熟练掌握在LINUX 环境下用C语言进行高级编程的方法（即有关文件操作的系统调用的使用），进而充分了解LINUX文件系统中shell命令的实现原理以及它们用到的系统调用。

二、实验环境

操作系统：任何Unix/Linux及Sun Solaris 或windows 系列

应用系统：gcc编译器。若OS为windows系列，则还需相应的模拟环境

三、预备知识

1、关于系统调用和库函数

C语言支持一系列的库函数的调用，其中最基本的是studio库函数。事实上，库函数只是C语言在较高层次上调用的方式，系统调用是更低

层次的与C语言的界面，是内核提供给用户调用的函数。

2、L INUX环境下系统调用和库函数的异同

⑴C程序使用系统调用的语句和调用库函数的语句形式完全相同，但是

二者运行的环境和运行机制截然不同。

⑵从运行环境来看，库函数使用依赖于所运行的用户环境，程序调用库

函数时，它运行的目标代码是属于程序的，程序处于“用户态”执行；

而系统调用的使用不依赖于它运行的用户环境，是LINUX内核提供

的低层服务，系统调用时所执行的代码是属于内核的，程序处于“核

心态”执行。

⑶程序库函数的调用最终还是要通过LINUX系统调用来实现，库函数

一般执行一条指令，该指令（操作系统陷阱operating system trap）

将进程执行方式变为核心态，然后使内核为系统调用执行代码。

四、实验内容

本实验要求在LINUX/UNIX环境下用C语言编写三个具体的SHELL 命令，基本涉及了LINUX/UNIX文件系统中较为常用的有关文件操作的系统调用。内容如下：

⑴编程实现copy命令，执行格式：copy file1 file2 file3

功能：将file1、file2两文件的内容合并拷入file3中，其中间应有30个字节的空洞。

程序可能涉及到的系统调用：read(), write(), open(), creat(),

close(), lseek()

⑵编程实现renam（即LINUX下的rename）命令，功能是实现文件的重命名。

执行格式：renam filea fileb；

其中filea为源文件，fileb为目标文件。程序执行时应显示出命令行的所有参数，并给出重命名前后两个文件的大小、索引节点号及最近一次状态改变的时间。

程序可能涉及到的系统调用：read(), write(), open(), stat(), close(),

link(), unlink()

⑶编程实现：从A文件某处（任意）读取n个字符（连续），写入B文件某

个位置。

执行格式：a.out A x n B y；

其中a.out为编译后的可执行程序；

x为A文件的任意位置；

y为B文件的任意位置；

程序可能涉及到的系统调用：read(), write(), open(), close(),

lseek()

五、实验要求

1、做好实验预习，通过查找资料、阅读系统提供的帮助文件等多种渠道

了解本实验所使用的系统调用及各种技术方法。充分利用所学知识，

尽可能多地预设实现思路。

2、写出实验报告，内容是：

1简要说明实验的目的、任务与设备。

2写出实现的技术手段及关键代码。

3总结设计中遇到的问题及解决方法。

4写出实验心得与收获。

六、使用系统调用时的注意事项

以下列出了几条系统调用和库函数有关出错处理的不同点，更多的内容还需大家通过编程积累。

⑴对于studio库中的函数，出错时会返回一个预定义的常量EOF或

NULL；许多库函数在出错时常常返回0 或–1 ；有些库函数则返回

某种出错代码。

⑵系统调用的出错处理比较简单，每个系统调用在出错时都返回–1 ，

在调用成功时返回0 (或某些其他具有特定意义的整数值)。LINUX系

统调用把出错代码放在一个名为error的外部变量中，在程序中包含

头文件error.h，便可以得到error的错误代码。