Linux 系统编程入门

2021/9/22 7:13:39

编程Tag： 编程文件 return 入门 int linux include char fd

本文主要是介绍Linux 系统编程入门，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

Linux 系统编程入门

GCC

GCC原名为GNUc语言编译器(GNU c Compiler)
Gcc (GNU Compiler collection，GNU编译器套件）是由 GNU开发的编程语言译器。GNU编译器套件包括c、C++、0bjective-c、Java、Ada和Go语言前端，也包括了这些语言的库（如libstdc++, libgcj等)
GCC不仅支持（的许多"方言”，也可以区别不同的c语言标准;
可以使用命令行
选项来控制编译器在翻译源代码时应该遵循哪个C标准。例如，当使用命令行参数’-std=c99`启动ccc时，编译器支搏c99标准。
安装命令sudo apt install gcc g++（版本> 4.8.5)杳看版本gcc/ g++ -v/–version

编译
汇编
运行
高级语言汇编语言机器语言计算机

GCC 工作流程

gcc和g++的区别

gcc和g++都是GNU(组织)的一个编译器。

误区一: gcc只能编译c代码, g++只能编译c++代码。
两者都可以．请注意:后缀为.c 的, gcc 把它当作是c程序,而g++当作是c++程序后缀为.cpp 的，两者都会认为是C++程序，C++的语法规则更加严谨

一些编译阶段， g++会调用gcc，对于C++代码，两者是等价的，但是因为gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接,所以通常用g++
来完成链接,为了统一起见,干脆编译/链接统统用g++ 了，这就给人一种错觉好像cpp程序只能用g++似的
误区二: gcc不会定义__cplusplus宏，而g++会

实际上，__cplusplus宏只是标志着编译器将会把代码按c还是 C++语法来解释，如上所述，如果后缀为.c，并且采用gcc 编译器，则该宏就是未定义的，否则
就是已定义
误区三:编译只能用gcc，链接只能用g++

严格来说，这句话不算错误，但是它混淆了概念，应该这样说:编译可以用gcc/g++，而链接可以用g++或者gcc -lstdc++。
gcc命令不能自动和C++程序使用的库联接．所以通常使用g++来完成联接。但在编译阶段, g++会自动调用gcc，二者等价

GCC常用编译选项

-c 只编译不链接：产生.o文件，就是obj文件，不产生执行文件（c : compile）

-D 相当于定义一个宏

-O0 / -O1 / -O2 / -O3 编译器优化的四个选项

优化级别越高越难反汇编

库

库文件是计算机上的一类文件，可以简单的把库文件看成―种代码仓库，它提供给使用者一些可以直接拿来用的变量、函数或类。
库是特殊的一种程序．编写库的程序和编写一般的程序区别不大，只是库不能单独运行。
库文件有两种，静态库和动态库（共享库)，区别是:静态库在程序的链接阶段被复制到了程序中;动态库在链接阶段没有被复制到程序中，而是程序在运行时由系统动态加载到内存中供程序调用。
库的好处:1.代码保密2.方便部暑和分发

静态库的制作和使用

libxxx.a

-r -c -s

gcc -c add.c div.c mult.c sub.c
ar rcs libcalc.a add.o sub.o mult.o div.o —— 静态库的制作

当前目录 tree

静态库的使用

gcc -c add.c sub.c mult.c div.c -I …/include/ 生成 .o 文件
ar rcs libcalc.a add.o sub.o mult.o div.o 生成库文件
rm libsuanshu.a …/lib/ 导入库

gcc main.c -o app -I ./include/ -l calc -L./lib 引入头文件和库进行编译 小写 l 指定名称大写 L指定路径

动态库的制作和使用

libxxx.so

1、得到 .o 文件 2、gcc 得到动态库

一定要加上 -fpic，否则移动不了

动态库的制作

gcc -fpic add.c div.c mult.c sub.c
gcc -shared add.o sub.o mult.o div.o -o libcalc.so

gcc main .c -o main -I include/ -L lib/ -l calc

报错libcalc.so cannot open shared object file

工作原理

静态库: GCC进行链接时，会把静态库中代码打包到可执行程序中
动态库: GCC进行链接时，动态库的代码不会被打包到可执行程序中
程序启动之后，动态库会被动态加载到内存中，通过ldd(list dynamicdependencies)命令检查动态库依赖关系
如何定位共享库文件呢?
当系统加载可执行代码时候，能够知道其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统的动态载入器来获取该绝对路径。对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so来完成的，它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段 —>环境变量LD_LIBRARY_PATH 一>/etc/1d.so.cache文件列表—>/lib/，/usr/ lib目录 找到库文件后将其载入内存。

LD_PRELOAD环境变量指定的路径（一般对应文件/etc/ld.so.preload）；
ELF .dynamic节中DT_RPATH入口指定的路径，若DT_RUNPATH入口不存在的话；
环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的路径，但如果可执行文件有setuid/setgid权限，则忽略这个路径；编译时指定–library-path会覆盖这个路径；
ELF .dynamic节中DT_RUNPATH入口指定的路径；
ldconfig缓存中的路径（一般对应/etc/ld.so.cache文件），若编译时使用了-z nodeflib的链接选项，则此步跳过；
/lib，然后/usr/lib路径，若使用了-z nodeflib链接选项，则此步亦跳过；

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY: + 绝对路径 —— 设置环境变量名称开了新终端就消失了

用户级别配置环境变量 LD_LIBRARY_PATH
进入home 目录
vim .bashrc
再最后一行 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY: + 绝对路径
保存后 . .bashrc 或者 source .bashrc 使bashrc生效即可

系统级别配置环境变量 LD_LIBRARY_PATH
sudo vim /etc/profile
最后一行 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY: + 绝对路径
source /etc/profile 使其生效

配置 /etc/1d.so.cache
间接修改 sudo vim /etc/ld.so.conf
再最后一行输入绝对路径
sudo ldconfig 更新

不建议把自己的动态库放在 /lib/，/usr/ lib目录 里面存放的是系统的库文件，防止对其误操作

静态库和动态库的对比

程序编译成可执行程序的过程

静态库和动态库制作过程

静态库

动态库

-fpic 生成与位置无关的代码

静态库的优缺点

优点:
静态库被打包到应用程序中加载速度快
发布程序无需提供静态库，移植方便开发完的程序拿到后即可运行(无需静态库)
缺点∶
消耗系统资源,浪费内存
更新、部署、发布麻烦

动态库的优缺点

优点:
可以实现进程间资源共享(共享库)
更新、部署、发布简单
可以控制何时加载动态库

缺点:
加载速度比静态库慢
发布程序时需要提供依赖的动态库

.so文件

Makefile

一个工程中的源文件不计其数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，Makefile 文件定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为Makefile 文件就像一个Shell 脚本一样，也可以执行操作系统的命令。
**Makefile 带来的好处就是"自动化编译”，一旦写好，只需要一个 make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。**make 是一个命令工具，是一个解释Makefile 文件中指令的命令工具，一般来说，大多数的 IDE 都有这个命令.比如Delphi的make，Visual C++的nmake,Linux 下GNU 的make。

Makefile 文件命名和规则

意思是只执行第一条规则
第一条规则的依赖文件不存在时才去执行其他规则

app: sub.c add.c mult.c div.c main.c
		gcc sub.c add.c mult.c div.c main.c -o app

然后直接 make 即可

工作原理

命令在执行之前，需要先检查规则中的依赖是否存在
- 如果存在，执行命令
- 如果不存在，向下检查其它的规则，检查有没有一个规则是用来生成这个依赖的，如果找到了，则执行该规则中的命令
检测更新，在执行规则中的命令时，会比较目标和依赖文件的时间
- 如果依赖的时间比目标的时间晚，需要重新生成目标 (修改过了)
- 如果依赖的时间比目标的时间早，目标不需要更新，对应规则中的命令不需要被执行

把规则分开写，写到 .c 源文件，则如果修改到源文件，目标文件更新不需要重新执行其他规则

变量

自定义变量变量名=变量值 var=hello
预定义变量
AR : 归档维护程序的名称，默认值为 ar
CC : C 编译器的名称，默认值为 cc
CXX : C++ 编译器的名称，默认值为 g++
$@ : 目标的完整名称 
$< : 第一个依赖文件的名称
$^ : 所有的依赖文件
获取变量的值
$(变量名)

app:main.c a.c b.c gcc -c main.c a.c b.c
#自动变量只能在规则的命令中使用
app:main.c a.c b.c
$(CC) -c $^ -o $@ $

#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 $@

模式匹配

函数

$(wildcard PATTERN…)
- 功能：获取指定目录下指定类型的文件列表
- 参数：PATTERN 指的是某个或多个目录下的对应的某种类型的文件，如果有多个目录，一般使用空格间隔
- 返回：得到的若干个文件的文件列表，文件名之间使用空格间隔
- 示例： $(wildcard .c ./sub/.c) 返回值格式: a.c b.c c.c d.c e.c f.c
$(patsubst <pattern>, <replacement>, <text>)
- 功能：查找<text>中的单词(单词以“空格”、“Tab”或“回车”“换行”分隔)是否符合模式 <pattern>，如果匹配的话，则以替换。
- <pattern>可以包括通配符%，表示任意长度的字串。如果中也包含%，那么， <replacement>中的这个%将是中的那个% 所代表的字串。(可以用\来转义，以\%来表示真实含义的%字符)
- 返回：函数返回被替换过后的字符串
- 示例： $(patsubst %.c, %.o, x.c bar.c) 返回值格式: x.o bar.o

#定义变量
#sub.o add.o mult.o div.o main.o
src=$(mildcard ./*.c)  #当前目录下所有 .c文件 
objs=$(patsubst %.c, %.o, $(src)) #替换
target=app

$(target):$(objs)
	$(CC) $(objs) -o $(target)
	
%.o:%.c
	$(CC) -c $< -o $@

.PHONY:clean   #不会生成特定文件
clean:        #因为没有依赖 所以一直是最新，执行后无法再执行， 所以不应生成文件
	rm $(objs) -f

默认执行第一个规则
make clean

GDB 调试

GDB 是由 GNU 软件系统社区提供的调试工具，同 GCC 配套组成了一套完整的开发环境，GDB 是 Linux 和许多类 Unix 系统中的标准开发环境。
一般来说，GDB 主要帮助你完成下面四个方面的功能：
1. 启动程序，可以按照自定义的要求随心所欲的运行程序
2. 可让被调试的程序在所指定的调置的断点处停住（断点可以是条件表达式）
3. 当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的事
4. 可以改变程序，将一个 BUG 产生的影响修正从而测试其他 BUG
通常，在为调试而编译时，我们会关掉编译器的优化选项（-O）大写，并打开调试选项（-g）。另外，-Wall在尽量不影响程序行为的情况下选项打开所有 warning，也可以发现许多问题，避免一些不必要的 BUG。
gcc -g -Wall program.c -o program
-g 选项的作用是在可执行文件中加入源代码的信息，比如可执行文件中第几条机器指令对应源代码的第几行，但并不是把整个源文件嵌入到可执行文件中，所以在调试时必须保证 gdb 能找到源文件。

GDB 命令 – 启动、退出、查看代码

list

GDB 命令 – 断点操作

break i d dis ena b

条件断点

GDB 命令 – 调试命令

c n p ptype s display i set var

文件IO

站在内存的角度看待

标准 C 库 IO 函数

有跨平台性

*FLILE fp —— 文件描述符、文件读写指针、I/O缓冲区 系统调用返回文件描述符

数据从内存刷新到磁盘的3种情况

1.刷新缓冲区:fflush
⒉缓冲区已满 —— 默认是8K
3.正常关闭文件
a.fclose
b.return(main函数)
c.exit(main函数)

标准 C 库 IO 和 Linux 系统 IO 的关系

调用和被调用的关系

虚拟地址空间

栈空间从高往低去存

堆空间从低往高去存

文件描述符

文件描述符表一般默认是 1024

Linux 系统 IO 函数

int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int close(int fd);
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

stat 结构体

st_mode 变量

I/O操作函数

open

/*
    #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：要打开的文件路径
            - flags：对文件的操作权限设置还有其他的设置
              O_RDONLY,  O_WRONLY,  O_RDWR  这三个设置是互斥的
        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);作用：打印errno对应的错误描述
        s参数：用户描述，比如hello,最终输出的内容是  hello:xxx(实际的错误描述)
    

    // 创建一个新的文件
    int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {

    // 打开一个文件
    int fd = open("a.txt", O_RDONLY);

    if(fd == -1) {
        perror("open");
    }
    // 读写操作

    // 关闭
    close(fd);

    return 0;
}

umask

/*
    #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：对文件的操作权限和其他的设置
                - 必选项：O_RDONLY,  O_WRONLY, O_RDWR  这三个之间是互斥的
                - 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
            最终的权限是：mode & ~umask 002    0775
            0777   ->   111111111
        &   0775   ->   111111101
        ----------------------------
                        111111101
        按位与：0和任何数都为0
        umask的作用就是抹去某些权限。

        flags参数是一个int类型的数据，占4个字节，32位。
        flags 32个位，每一位就是一个标志位。

*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.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;
}

read/write

/*  
    #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，通过这个文件描述符操作某个文件
            - 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 ，并且设置errno

    #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，通过这个文件描述符操作某个文件
            - buf：要往磁盘写入的数据，数据
            - count：要写的数据的实际的大小
        返回值：
            成功：实际写入的字节数
            失败：返回-1，并设置errno
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int main() {

    // 1.通过open打开english.txt文件
    int srcfd = open("english.txt", O_RDONLY);
    if(srcfd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    // 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");
        return -1;
    }

    // 3.频繁的读写操作
    char buf[1024] = {0};
    int len = 0;
    while((len = read(srcfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
        write(destfd, buf, len);
    }

    // 4.关闭文件
    close(destfd);
    close(srcfd);


    return 0;
}

lseek

/*  
    标准C库的函数
    #include <stdio.h>
    int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

    Linux系统函数
    #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.移动文件指针到文件头
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);

        2.获取当前文件指针的位置
        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，当前文件10b, 110b, 增加了100个字节
        lseek(fd, 100, SEEK_END)
        注意：需要写一次数据

*/

#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");
        return -1;
    }

    // 扩展文件的长度
    int ret = lseek(fd, 100, SEEK_END);
    if(ret == -1) {
        perror("lseek");
        return -1;
    }

    // 写入一个空数据
    write(fd, " ", 1);

    // 关闭文件
    close(fd);

    return 0;
}

stat.c

/*
    #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一些信息
        参数:
            - pathname：操作的文件的路径
            - statbuf：结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件的信息
        返回值：
            成功：返回0
            失败：返回-1 设置errno

    int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
        参数:
            - pathname：操作的文件的路径
            - statbuf：结构体变量，传出参数，用于保存获取到的文件的信息
        返回值：
            成功：返回0
            失败：返回-1 设置errno

*/

#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");
        return -1;
    }

    printf("size: %ld\n", statbuf.st_size);


    return 0;
}

ls -l.c 模拟实现

#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 指令
// -rw-rw-r-- 1 nowcoder nowcoder 12 12月  3 15:48 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 -1;
    }

    // 通过stat函数获取用户传入的文件的信息
    struct stat st;
    int ret = stat(argv[1], &st);
    if(ret == -1) {
        perror("stat");
        return -1;
    }

    // 获取文件类型和文件权限
    char perms[11] = {0};   // 用于保存文件类型和文件权限的字符串

    switch(st.st_mode & S_IFMT) {
        case S_IFLNK:
            perms[0] = 'l';
            break;
        case S_IFDIR:
            perms[0] = 'd';
            break;
        case S_IFREG:
            perms[0] = '-';
            break; 
        case S_IFBLK:
            perms[0] = 'b';
            break; 
        case S_IFCHR:
            perms[0] = 'c';
            break; 
        case S_IFSOCK:
            perms[0] = 's';
            break;
        case S_IFIFO:
            perms[0] = 'p';
            break;
        default:
            perms[0] = '?';
            break;
    }

    // 判断文件的访问权限

    // 文件所有者
    perms[1] = (st.st_mode & S_IRUSR) ? 'r' : '-';
    perms[2] = (st.st_mode & S_IWUSR) ? 'w' : '-';
    perms[3] = (st.st_mode & S_IXUSR) ? 'x' : '-';

    // 文件所在组
    perms[4] = (st.st_mode & S_IRGRP) ? 'r' : '-';
    perms[5] = (st.st_mode & S_IWGRP) ? 'w' : '-';
    perms[6] = (st.st_mode & S_IXGRP) ? 'x' : '-';

    // 其他人
    perms[7] = (st.st_mode & S_IROTH) ? 'r' : '-';
    perms[8] = (st.st_mode & S_IWOTH) ? 'w' : '-';
    perms[9] = (st.st_mode & S_IXOTH) ? 'x' : '-';

    // 硬连接数
    int linkNum = st.st_nlink;

    // 文件所有者
    char * fileUser = getpwuid(st.st_uid)->pw_name;

    // 文件所在组
    char * fileGrp = getgrgid(st.st_gid)->gr_name;

    // 文件大小
    long int fileSize = st.st_size;

    // 获取修改的时间
    char * time = ctime(&st.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;
}

文件属性操作函数

int access(const char *pathname, int mode); 判断文件存在或者权限
int chmod(const char *filename, int mode); 修改文件权限
int chown(const char *path, uid_t owner, gid_t group); 修改文件所有者和所有组
int truncate(const char *path, off_t length); 缩减或者拓展文件大小

#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，或者判断文件是否存在参数:

pathname:判断的文件路径- mode:
R_OK:判断是否有读权限w_OK:判断是否有写权限X_OK:判断是否有执行权限F_OK:判断文件是否存在
返回值:成功返回e，失败返回-1

#include <sys/stat.h>
int chmod( const char *pathname，mode_t mode);
修改文件的权限
参数;

pathname:需要修改的文件的路径
mode:需要修改的权限值,八进制的数返回值:成功返回0，失败返回-1

#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:需要最终文件变成的大小

目录操作函数

chdir.c

/*

    #include <unistd.h>
    int chdir(const char *path);
        作用：修改进程的工作目录
            比如在/home/nowcoder 启动了一个可执行程序a.out, 进程的工作目录 /home/nowcoder
        参数：
            path : 需要修改的工作目录

    #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，指向的是一个数组（传出参数）
            - size: 数组的大小
        返回值：
            返回的指向的一块内存，这个数据就是第一个参数

*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main() {

    // 获取当前的工作目录
    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("/home/nowcoder/Linux/lesson13");
    if(ret == -1) {
        perror("chdir");
        return -1;
    } 

    // 创建一个新的文件
    int fd = open("chdir.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0664);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    close(fd);

    // 获取当前的工作目录
    char buf1[128];
    getcwd(buf1, sizeof(buf1));
    printf("当前的工作目录是：%s\n", buf1);
    
    return 0;
}

mkdir.c

/*
    #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：
            成功返回0， 失败返回-1
*/

#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>

int main() {

    int ret = mkdir("aaa", 0777);

    if(ret == -1) {
        perror("mkdir");
        return -1;
    }

    return 0;
}

rename.c

/*
    #include <stdio.h>
    int rename(const char *oldpath, const char *newpath);

*/
#include <stdio.h>

int main() {

    int ret = rename("aaa", "bbb");

    if(ret == -1) {
        perror("rename");
        return -1;
    }

    return 0;
}

目录遍历函数

dirent 结构体和 d_type

opendir/closedir

/*
    // 打开一个目录
    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>
    DIR *opendir(const char *name);
        参数：
            - name: 需要打开的目录的名称
        返回值：
            DIR * 类型，理解为目录流
            错误返回NULL


    // 读取目录中的数据
    #include <dirent.h>
    struct dirent *readdir(DIR *dirp);
        - 参数：dirp是opendir返回的结果
        - 返回值：
            struct dirent，代表读取到的文件的信息
            读取到了末尾或者失败了，返回NULL

    // 关闭目录
    #include <sys/types.h>
    #include <dirent.h>
    int closedir(DIR *dirp);

*/
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int getFileNum(const char * path);

// 读取某个目录下所有的普通文件的个数
int main(int argc, char * argv[]) {

    if(argc < 2) {
        printf("%s path\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    int num = getFileNum(argv[1]);

    printf("普通文件的个数为：%d\n", num);

    return 0;
}

// 用于获取目录下所有普通文件的个数
int getFileNum(const char * path) {

    // 1.打开目录
    DIR * dir = opendir(path);

    if(dir == NULL) {
        perror("opendir");
        exit(0);
    }

    struct dirent *ptr;

    // 记录普通文件的个数
    int total = 0;

    while((ptr = readdir(dir)) != NULL) {

        // 获取名称
        char * dname = ptr->d_name;

        // 忽略掉. 和..
        if(strcmp(dname, ".") == 0 || strcmp(dname, "..") == 0) {
            continue;
        }

        // 判断是否是普通文件还是目录
        if(ptr->d_type == DT_DIR) {
            // 目录,需要继续读取这个目录
            char newpath[256];
            sprintf(newpath, "%s/%s", path, dname);
            total += getFileNum(newpath);
        }

        if(ptr->d_type == DT_REG) {
            // 普通文件
            total++;
        }


    }

    // 关闭目录
    closedir(dir);

    return total;
}

文件描述符操作函数

dup

复制文件描述符

/*
    #include <unistd.h>
    int dup(int oldfd);
        作用：复制一个新的文件描述符
        fd=3, int fd1 = dup(fd),
        fd指向的是a.txt, fd1也是指向a.txt
        从空闲的文件描述符表中找一个最小的，作为新的拷贝的文件描述符


*/

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>

int main() {

    int fd = open("a.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);

    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

重定向文件描述符

/*
    #include <unistd.h>
    int dup2(int oldfd, int newfd);
        作用：重定向文件描述符
        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，相当于什么都没有做
*/
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

int main() {

    int fd = open("1.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
    if(fd == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    int fd1 = open("2.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0664);
    if(fd1 == -1) {
        perror("open");
        return -1;
    }

    printf("fd : %d, fd1 : %d\n", fd, fd1);

    int fd2 = dup2(fd, fd1);
    if(fd2 == -1) {
        perror("dup2");
        return -1;
    }

    // 通过fd1去写数据，实际操作的是1.txt，而不是2.txt
    char * str = "hello, dup2";
    int len = write(fd1, str, strlen(str));

    if(len == -1) {
        perror("write");
        return -1;
    }

    printf("fd : %d, fd1 : %d, fd2 : %d\n", fd, fd1, fd2);

    close(fd);
    close(fd1);

    return 0;
}

fnctl

int fcntl(int fd, int cmd, … /* arg */ );
复制文件描述符
设置/获取文件的状态标志

/*

    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>

    int fcntl(int fd, int cmd, ...);
    参数：
        fd : 表示需要操作的文件描述符
        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，得到一个新的文件描述符（返回值）
                int ret = fcntl(fd, F_DUPFD);

            - F_GETFL : 获取指定的文件描述符文件状态flag
              获取的flag和我们通过open函数传递的flag是一个东西。

            - F_SETFL : 设置文件描述符文件状态flag
              必选项：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR 不可以被修改
              可选性：O_APPEND, O_NONBLOCK
                O_APPEND 表示追加数据
                NONBLOK 设置成非阻塞
        
        阻塞和非阻塞：描述的是函数调用的行为。
*/

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {

    // 1.复制文件描述符
    // int fd = open("1.txt", O_RDONLY);
    // int ret = fcntl(fd, F_DUPFD);

    // 2.修改或者获取文件状态flag
    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);
    if(flag == -1) {
        perror("fcntl");
        return -1;
    }
    flag |= O_APPEND;   // flag = flag | O_APPEND

    // 修改文件描述符状态的flag，给flag加入O_APPEND这个标记
    int ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag);
    if(ret == -1) {
        perror("fcntl");
        return -1;
    }

    char * str = "nihao";
    write(fd, str, strlen(str));

    close(fd);

    return 0;
}

这篇关于Linux 系统编程入门的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！

Linux 系统编程入门

GCC

GCC 工作流程

gcc和g++的区别

GCC常用编译选项

库

静态库的制作和使用

动态库的制作和使用

工作原理

静态库和动态库的对比

程序编译成可执行程序的过程

静态库 和 动态库制作过程

静态库的优缺点

动态库的优缺点

Makefile

Makefile 文件命名和规则

工作原理

变量

模式匹配

函数

GDB 调试

GDB 命令 – 启动、退出、查看代码

GDB 命令 – 断点操作

GDB 命令 – 调试命令

文件IO

标准 C 库 IO 函数

标准 C 库 IO 和 Linux 系统 IO 的关系

虚拟地址空间

文件描述符

Linux 系统 IO 函数

stat 结构体

st_mode 变量

I/O操作函数

open

read/write

lseek

stat.c

ls -l.c 模拟实现

文件属性操作函数

目录操作函数

chdir.c

mkdir.c

rename.c

目录遍历函数

dirent 结构体和 d_type

opendir/closedir

文件描述符操作函数

dup

dup2

fnctl

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静态库和动态库制作过程