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望云登坡

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Unix-Linux编程实践教程-章节1笔记

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more

more的三种用法

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more filename      //分页显示文件内容
command | more     //将command命令的输出分页显示
more < filename    //more从标准输入中获取要分页显示的内容，而标准输入被从重定向到filename
  • enter显示下一行，space显示下一页，q退出
  • 管道命令|将command的输出重定向到more的输入

例如命令ls /bin | more，ls命令的标准输出重定向到more的标准输入，如果还是使用getchar()来读取用户的输入，那么就会从ls的输出中读取，这显然不行，所以需要其他方式

/dev/tty

通过在more命令中打开/dev/tty文件进行读取的方式，使得more可以从其他途径中获取到用户输入

  • 键盘和显示器的设备描述文件
  • 向这个文件写相当于显示在用户的屏幕上，读相当于从键盘获得用户的输入

C函数

gets

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#include <stdio.h>

char *gets(char *s);
  • 将读取到内容保存在s中，遇到换行符、文件结尾时读取结束，不会检查输入会溢出s的大小
  • 该函数于C11已经废弃
  • 返回值：读取正确返回s,发生错误返回NULL，溢出则什么可能都会发生

fgets

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#include <stdio.h>

int fgetc(FILE *stream);
char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
int getc(FILE *stream);
int getchar(void);
int ungetc(int c, FILE *stream);

  • fgets:读取到size-1个字符(最后一个位置会填上\0)，遇到换行符，文件结尾时结束
  • 返回值：
    • 对于fgets如果返回s表示读取成功，如果返回NULL表示读取错误或者什么都没有读取到
    • 对于其他函数(除了ungetc)，返回读取到的字符转化为int的值，返回EOF表示错误或者读取到了文件结尾

fputs

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int fputs(const char *str, FILE *stream);
  • 返回值：该函数返回一个非负值，如果发生错误则返回 EOF(-1)。

fgetc

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int fgetc(FILE *stream);
  • 功能是从文件指针指定的文件中读入一个字符，该字符的ASCII值作为函数的返回值。
  • 若返回值为EOF，说明文件结束。如果发生错误也返回 EOF(-1)

perror

  • 使用perror()函数，它可以自己查找错误代码，并在标准错误输出中显示相应的错误信息
  • 参数：string是同时显示的描述信息，例如对于文件操作的代码，可以把文件名作为描述信息传进去
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#include <stdio.h>
void perror(const char *s);

strtoul

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#include <stdlib.h>
unsigned long int strtoul(const char *nptr, char **endptr, int base);

  • 该函数尝试将字符串转换为一个无符号长整型

  • 参数：

    • nptr：待转换的字符串
    • endptr：如果传入指针不为NULL，则返回nptr中首个不为合法数字的字符的地址(使用指针的指针就是为了能够修改指针的内容)；当遇到首个不合法字符时，转换过程停止。
    • base：应该以何种进制来解释字符串中的数字，该值可以传入2~36，或者特殊值0；如果传入0则该函数会根据字符串首部来确定进制：
      • 如果 nptr 以 “0x” 或 “0X” 开头，则基数为 16。
      • 如果 nptr 以 “0” 开头，则基数为 8。
      • 否则，基数为 10。

  • 示例：

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    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    int main() 
    {
        const char *str = "12345abcd";  // 输入字符串
        char *end;
        unsigned long int value;
        value = strtoul(str, &end, 10);  // 转换为十进制的无符号长整型
        printf("转换结果: %lu\n", value);
        printf("未转换的部分: %s\n", end);
        return 0;
    }

    输出：

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    转换结果: 12345
    未转换的部分: abcd

C语言知识复习

  • sizeof(string):会计入’\0’

声明字符串的两种方式

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char *str = "hello wrold";
char str[] = "hello wrold";
  • char *str里的str是指针变量,指向一个字符串常量
    • sizeof(str):返回的是指针变量的大小，而不是字符串的长度
    • str[0] = 'H:会报Segment fault错误，常量字符串不可修改
    • str = "Hello"：指针可以修改指向不同的常量字符串
  • char str[]里str是地址常量，str的值是str[]的地址，它声明了一个字符数组
    • sizeof(str):返回字符串的大小，包括’\0’

C语言的内存分配方式

内存分配可分为三种：静态存储区、栈区、堆区。

1、静态存储区：该内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在，它主要存放静态数据、全局数据和常量。
2、栈区：它的用途是完成函数的调用。在执行函数时，函数内局部变量及函数参数的存储单元在栈上创建，函数调用结束时这些存储单元自动被释放。
3、堆区：程序在运行时使用库函数为变量申请内存，在变量使用结束后再调用库函数释放内存。动态内存的生存期是由我们决定的，如果我们不释放内存，就会导致内存泄漏。

linux系统调用

read

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#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
  • 返回值：成功则返回读取数量，遇到错误返回-1

open

  • open()已经逐渐取代了creat()的使用
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#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

  • 参数：

  • flags:

    • O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR，分别对应只读，只写，读写三种；这三个参数应指定其中一个，然后或上可选参数：
    • O_CREAT若文件不存在则创建它。使用此选项时，需要同时说明第三个参数mode，用其说明该新文件的存取许可权限
    • O_EXCL如果同时指定了O_CREAT，而文件已经存在，则出错
    • O_APPEND每次写时都加到文件的尾端。（写文件在文件末尾不会覆盖原先内容）
    • O_TRUNC属性去打开文件时，如果这个文件中本来是有内容的，而且为只读或只写成功打开，则将其长度截短为0。（如果文件里面有东西直接删然后写）

  • mode: 一定是在flags中使用了O_CREAT标志，mode表示待创建的文件的访问权限

  • 返回值：成功则返回文件描述符，遇到错误返回-1

  • 打开文件可能出错的原因多种多样，具体请查看文档

close

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#include <unistd.h>
int close(int fd);
  • 返回值：0表示成功关闭，-1表示出现错误

ctime

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#include <time.h>
char *ctime(const time_t *timep);
  • 返回值：格式为"Wed Jun 30 21:49:08 1993\n"的字符串
  • time_t为long int类型
  • utmp文件中的ut->time表示用户从登录时间到初始时间所经过的秒数

creat

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#include <fcntl.h>
int creat(const char *pathname, mode_t mode);
  • 参数：
    • mode:访问模式,传入三个用户组的权限对于该文件的权限(mode_t应该是unsigned int类型)
  • 返回值：成功返回文件描述符，失败返回-1
  • 没有则创建文件，如果文件存在则它的内容会被清空。

write

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#include <unistd.h>
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
  • 返回值：成功则返回写入的字节数，失败则返回-1
  • 为什么写入字节数会少于指定数量：
    • 系统对文件的最大长度有限制，或者磁盘空间不足
    • 因此有必要校验是否完全写入

lseek()函数

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#include <sys/type.h>
#include <unistd.h>
off_t oldpos = lseek(int fd , off_t dist , int base)
  • 参数：
    • dist:移动的距离
    • base:SEEK_SET -> 文件开始，SEEK_CUR -> 当前位置 ， SEEK_END -> 文件结尾
  • 返回值：返回指针变化前的位置，返回-1表示遇到错误

stat()函数

该函数返回关于一个文件的信息

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

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);
int fstat(int fd, struct stat *statbuf);
int lstat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

// 文件属性
struct stat {
    dev_t     st_dev;         /* ID of device containing file */
    ino_t     st_ino;         /* Inode number */ 索引编号
    mode_t    st_mode;        /* File type and mode */
    nlink_t   st_nlink;       /* Number of hard links */
    uid_t     st_uid;         /* User ID of owner */
    gid_t     st_gid;         /* Group ID of owner */
    dev_t     st_rdev;        /* Device ID (if special file) */
    off_t     st_size;        /* Total size, in bytes */
    blksize_t st_blksize;     /* Block size for filesystem I/O */
    blkcnt_t  st_blocks;      /* Number of 512B blocks allocated */

    /* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond
        precision for the following timestamp fields.
        For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

    struct timespec st_atim;  /* Time of last access */
    struct timespec st_mtim;  /* Time of last modification */
    struct timespec st_ctim;  /* Time of last status change */

#define st_atime st_atim.tv_sec      /* Backward compatibility */
#define st_mtime st_mtim.tv_sec
#define st_ctime st_ctim.tv_sec
};

//检查文件类型
#define	__S_ISTYPE(mode, mask)	(((mode) & __S_IFMT) == (mask))

#define	S_ISDIR(mode)	 __S_ISTYPE((mode), __S_IFDIR)  //目录
#define	S_ISCHR(mode)	 __S_ISTYPE((mode), __S_IFCHR)  //字符特殊设备
#define	S_ISBLK(mode)	 __S_ISTYPE((mode), __S_IFBLK)  //块特殊设备
#define	S_ISREG(mode)	 __S_ISTYPE((mode), __S_IFREG)  //普通文件
  • 返回值：如果成功返回0，否则返回-1，并且error会设置为相应的错误类型

ioctl()

用来操作底层设备文件的参数的系统调用。ioctl 的作用非常强大、灵活。不同的驱动程序内部会实现不同的 ioctl，应用可以使用各种 ioctl 跟驱动程序交互：可以传数据给驱动程序，也可以从驱动程序中读出数据。

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#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, unsigned long request, ...);
  • 参数：
    • fd 表示文件描述符；
    • request 表示与驱动程序交互的命令，用不同的命令控制驱动程序输出我们需要的数据；
    • … 表示可变参数 arg，根据 request 命令，设备驱动程序返回输出的数据
  • 返回值：
    • 通常成功返回0，失败将返回-1

mmap()

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#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
  • 参数：
    • addr：表示指定映射的內存起始地址，通常设为 NULL 表示让系统自动选定地址，并在成功映射后返回该地址；
    • length：表示将文件中多大的内容映射到内存中；
    • prot：表示映射区域的保护方式，可以为以下 4 种方式的组合：
      • PROT_EXEC 映射区域可被执行
      • PROT_READ 映射区域可被读出
      • PROT_WRITE 映射区域可被写入
      • PROT_NONE 映射区域不能存取
    • flags：表示影响映射区域的不同特性，常用的有以下两种：
      • MAP_SHARED 表示对映射区域写入的数据会复制回文件内，原来的文件会改变。
      • MAP_PRIVATE 表示对映射区域的操作会产生一个映射文件的复制，对此区域的任何修改都不会写回原来的文件内容中
    • fd：被映射的文件描述符
    • offset：从文件的offset偏移位置开始映射
  • 返回值：
    • 若成功映射，将返回指向映射的区域的指针，失败将返回-1