代码分析

cp1.c

功能:复制文件。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h> #define BUFFERSIZE 4096
#define COPYMODE 0644 //文件权限位 void oops(char *, char *); int main(int argc, char *argv[])
{
int in_fd, out_fd, n_chars;
char buf[BUFFERSIZE];
//操作错误,描述符不为3,输出提示后退出。
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "usage: %s source destination\n", *argv);
exit(1);
} //读取文件出错,提示错误后退出。
if ((in_fd = open(argv[1], O_RDONLY)) == -1)
oops("Cannot open ", argv[1]); //创建文件出错,提示错误后退出
if ((out_fd = creat(argv[2], COPYMODE)) == -1)
oops("Cannot creat", argv[2]); while ((n_chars = read(in_fd, buf, BUFFERSIZE)) > 0)
if (write(out_fd, buf, n_chars) != n_chars)
oops("Write error to ", argv[2]);//写入文件出错,提示错误后退出
if (n_chars == -1)
oops("Read error from ", argv[1]);//读取文件出错提示错误后退出 //关闭文件流失败,提示错误后退出
if (close(in_fd) == -1 || close(out_fd) == -1)
oops("Error closing files", "");
} //输出错误消息函数
void oops(char *s1, char *s2)
{
fprintf(stderr, "Error: %s ", s1);
perror(s2);
exit(1);
}

cp运行效果图:



cp运行错误效果图:

echostate.c

功能:显示终端状态。

#include &lt;stdio.h>
#include &lt;stdlib.h>
#include &lt;termios.h> int main()
{
struct termios info;
int rv; rv = tcgetattr( 0, &info ); //获取终端的相关参数存储在info中,返回终端的文件描述符。 //终端打开出错,输出提示并退出。
if ( rv == -1 ){
perror( "tcgetattr");
exit(1);
}
//判断终端是否处在开启显示输入字符状态。
if ( info.c_lflag & ECHO )
printf(" echo is on , since its bit is 1\n");
else
printf(" echo is OFF, since its bit is 0\n"); return 0;
}

termios结构体说明

termios结构体中,该结构体一般包括如下的成员:

tcflag_t c_iflag;

tcflag_t c_oflag;

tcflag_t c_cflag;

tcflag_t c_lflag;

cc_t c_cc[NCCS];

  • c_iflag:输入模式标志,控制终端输入方式。
c_iflag参数表
键 值
说 明
IGNBRK
忽略BREAK键输入
BRKINT
如果设置了IGNBRK,BREAK键输入将被忽略
IGNPAR
忽略奇偶校验错误
PARMRK
标识奇偶校验错误
INPCK
允许输入奇偶校验
ISTRIP
去除字符的第8个比特
INLCR
将输入的NL(换行)转换成CR(回车)
IGNCR
忽略输入的回车
ICRNL
将输入的回车转化成换行(如果IGNCR未设置的情况下)
IUCLC
将输入的大写字符转换成小写字符(非POSIX
IXON
允许输出时对XON/XOFF流进行控制
IXANY
输入任何字符将重启停止的输出
IXOFF
允许输入时对XON/XOFF流进行控制
IMAXBEL
当输入队列满的时候开始响铃
  • c_oflag:输出模式标志,控制终端输出方式。
c_oflag参数
键 值
说 明
OPOST
处理后输出
OLCUC
将输入的小写字符转换成大写字符(非POSIX
ONLCR
将输入的NL(换行)转换成CR(回车)及NL(换行)
OCRNL
将输入的CR(回车)转换成NL(换行)
ONOCR
第一行不输出回车符
ONLRET
不输出回车符
OFILL
发送填充字符以延迟终端输出
OFDEL
ASCII码的DEL作为填充字符,如果未设置该参数,填充字符为NUL
NLDLY
换行输出延时,可以取NL0(不延迟)或NL1(延迟0.1s)
CRDLY
回车延迟,取值范围为:CR0、CR1、CR2和 CR3
TABDLY
水平制表符输出延迟,取值范围为:TAB0、TAB1、TAB2和TAB3
BSDLY
空格输出延迟,可以取BS0或BS1
VTDLY
垂直制表符输出延迟,可以取VT0或VT1
FFDLY
换页延迟,可以取FF0或FF1
  • c_cflag:控制模式标志,指定终端硬件控制信息。
c_cflag参数
键 值
说 明
CBAUD
波特率(4+1位)(非POSIX
CBAUDEX
附加波特率(1位)(非POSIX)
字符长度,取值范围为CS5、CS6、CS7或CS8
CSTOPB
设置两个停止位
CREAD
使用接收器
PARENB
PARODD
对输入使用奇偶校验,对输出使用偶校验
HUPCL
关闭设备时挂起
CLOCAL
忽略调制解调器线路状态
CRTSCTS
使用RTS/CTS流控制
  • c_lflag:本地模式标志,控制终端编辑功能。
c_lflag参数
键 值
说 明
ISIG
当输入INTR、QUIT、SUSP或DSUSP时,产生相应的信号
ICANON
使用标准输入模式
XCASE
在ICANON和XCASE同时设置的情况下,终端只使用大写。
ECHO
显示输入字符
ECHOE
如果ICANON同时设置,ERASE将删除输入的字符
ECHOK
如果ICANON同时设置,KILL将删除当前行
ECHONL
如果ICANON同时设置,即使ECHO没有设置依然显示换行符
ECHOPRT
如果ECHO和ICANON同时设置,将删除打印出的字符(非POSIX
TOSTOP
向后台输出发送SIGTTOU信号

- c_cc[NCCS]:控制字符,用于保存终端驱动程序中的特殊字符,如输入结束符等。

c_cc支持的控制字符
说 明
说 明
VINTR
Interrupt字符
VEOL
附加的End-of-file字符
VQUIT
Quit字符
非规范模式读取时的超时时间
VERASE
Erase字符
VSTOP
Stop字符
VKILL
Kill字符
VSTART
Start字符
VEOF
End-of-file字符
VSUSP
Suspend字符
VMIN
非规范模式读取时的最小字符数
     

运行效果:
![](http://images2015.cnblogs.com/blog/745844/201511/745844-20151114212055447-1392179809.png)

fileinfo.c

功能:查看文件信息。


#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h> void show_stat_info(char *, struct stat *); int main(int argc, char *argv[])
{
struct stat info;
//打开文件
if (argc>1)
{
if( stat(argv[1], &info) != -1 ){
show_stat_info( argv[1], &info );
return 0;
}
else
perror(argv[1]);
}
return 1;
}
//输出文件信息函数
void show_stat_info(char *fname, struct stat *buf)
{
printf(" mode: %o\n", buf->st_mode); //输出文件的模式
printf(" links: %d\n", buf->st_nlink);//输出文件的连接数
printf(" user: %d\n", buf->st_uid); //输出文件的所有者
printf(" group: %d\n", buf->st_gid); //输出文件的对应组
printf(" size: %d\n", (int)buf->st_size);//输出文件的字节数
printf("modtime: %d\n", (int)buf->st_mtime);//输出文件最后修改时间
printf(" name: %s\n", fname );//输出文件名
}

  • stat函数原型

在"sys/stat.h"库中。

int stat(const char *restrict pathname, struct stat *restrict buf);

提供文件名字,获取文件对应属性。

  • 文件对应属性

      struct stat {
    
      mode_t     st_mode;       //文件对应的模式,文件,目录等
    ino_t st_ino; //inode节点号
    dev_t st_dev; //设备号码
    dev_t st_rdev; //特殊设备号码
    nlink_t st_nlink; //文件的连接数
    uid_t st_uid; //文件所有者
    gid_t st_gid; //文件所有者对应的组
    off_t st_size; //普通文件,对应的文件字节数
    time_t st_atime; //文件最后被访问的时间
    time_t st_mtime; //文件内容最后被修改的时间
    time_t st_ctime; //文件状态改变时间
    blksize_t st_blksize; //文件内容对应的块大小
    blkcnt_t st_blocks; //文件内容对应的块数量
    };

运行效果:

filesize.c

功能:显示文件passwd的大小。

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h> int main()
{
struct stat infobuf;
if ( stat( "/etc/passwd", &infobuf) == -1 )
perror("/etc/passwd");
else
printf(" The size of /etc/passwd is %d\n", infobuf.st_size );
}

运行效果:

ls1.c

功能:显示当前文件夹所有文件的文件名。

#include	<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h> void do_ls(char []); int main(int argc, char *argv[])
{
if ( argc == 1 )
do_ls( "." );
else
while ( --argc ){
printf("%s:\n", *++argv );
do_ls( *argv );
} return 0;
} void do_ls( char dirname[] )
{
DIR *dir_ptr; //设置打开目录指针
struct dirent *direntp; //设置目录信息存储结构体指针 if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);//打开目录失败,输出错误信息
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
printf("%s\n", direntp->d_name );//输出目录中文件名
closedir(dir_ptr);//关闭文件流
}
}
  • DIR:文件流结构体。

      struct __dirstream
    {
    void *__fd; /* 'struct hurd_fd' pointer for descriptor. */
    char *__data; /* Directory block. */
    int __entry_data; /* Entry number `__data' corresponds to. */
    char *__ptr; /* Current pointer into the block. */
    int __entry_ptr; /* Entry number `__ptr' corresponds to. */
    size_t __allocation; /* Space allocated for the block. */
    size_t __size; /* Total valid data in the block. */
    __libc_lock_define (, __lock) /* Mutex lock for this structure. */
    }; typedef struct __dirstream DIR;
  • dirent结构体:包含在头文件"dirent.h",作用:为了获取某文件夹目录内容,所使用的结构体。

      struct dirent
    {
    long d_ino; /* inode number 索引节点号 */
    off_t d_off; /* offset to this dirent 在目录文件中的偏移 */
    unsigned short d_reclen; /* length of this d_name 文件名长 */
    unsigned char d_type; /* the type of d_name 文件类型 */
    char d_name [NAME_MAX+1]; /* file name (null-terminated) 文件名,最长256字符 */
    }

运行效果:

ls2.c

功能:显示当前文件夹下所有文件的详细信息。

#include	<stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h> void do_ls(char[]);
void dostat(char *);
void show_file_info( char *, struct stat *);
void mode_to_letters( int , char [] );
char *uid_to_name( uid_t );
char *gid_to_name( gid_t ); int main(int argc, char *argv[])
{
if ( argc == 1 )
do_ls( "." );
else
while ( --argc ){
printf("%s:\n", *++argv );
do_ls( *argv );
} return 0;
} void do_ls( char dirname[] )
{
DIR *dir_ptr;
struct dirent *direntp; if ( ( dir_ptr = opendir( dirname ) ) == NULL )
fprintf(stderr,"ls1: cannot open %s\n", dirname);//打开文件失败,输出错误并退出
else
{
while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
dostat( direntp->d_name );
closedir(dir_ptr); //关闭文件流
}
} void dostat( char *filename )
{
struct stat info; if ( stat(filename, &info) == -1 )//读取文件失败输出错误并退出
perror( filename );
else
show_file_info( filename, &info );//输出文件详细信息
} void show_file_info( char *filename, struct stat *info_p )
{
char *uid_to_name(), *ctime(), *gid_to_name(), *filemode();
void mode_to_letters();
char modestr[11]; mode_to_letters( info_p->st_mode, modestr );//将文件权限位存入modestr中 printf( "%s" , modestr );
printf( "%4d " , (int) info_p->st_nlink);
printf( "%-8s " , uid_to_name(info_p->st_uid) );
printf( "%-8s " , gid_to_name(info_p->st_gid) );
printf( "%8ld " , (long)info_p->st_size);
printf( "%.12s ", 4+ctime(&info_p->st_mtime));
printf( "%s\n" , filename ); } void mode_to_letters( int mode, char str[] )
{
strcpy( str, "----------" ); if ( S_ISDIR(mode) ) str[0] = 'd'; //判断是否为目录
if ( S_ISCHR(mode) ) str[0] = 'c'; //判断是否为字符设置
if ( S_ISBLK(mode) ) str[0] = 'b'; //判断是否为块设备 if ( mode & S_IRUSR ) str[1] = 'r';
if ( mode & S_IWUSR ) str[2] = 'w';
if ( mode & S_IXUSR ) str[3] = 'x'; if ( mode & S_IRGRP ) str[4] = 'r';
if ( mode & S_IWGRP ) str[5] = 'w';
if ( mode & S_IXGRP ) str[6] = 'x'; if ( mode & S_IROTH ) str[7] = 'r';
if ( mode & S_IWOTH ) str[8] = 'w';
if ( mode & S_IXOTH ) str[9] = 'x';
} #include <pwd.h>
//读取当前用户信息
char *uid_to_name( uid_t uid )
{
struct passwd *getpwuid(), *pw_ptr;
static char numstr[10]; if ( ( pw_ptr = getpwuid( uid ) ) == NULL ){
sprintf(numstr,"%d", uid);
return numstr;
}
else
return pw_ptr->pw_name ;
} #include <grp.h> char *gid_to_name( gid_t gid )
{
struct group *getgrgid(), *grp_ptr;
static char numstr[10]; if ( ( grp_ptr = getgrgid(gid) ) == NULL ){
sprintf(numstr,"%d", gid);
return numstr;
}
else
return grp_ptr->gr_name;
}
  • stat用来判断没有打开的文件,fstat用来判断打开的文件。

  • 我们使用最多的属性是st_mode.通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录,连接等等。可以使用下面几个宏来判断:

      S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接。
    
      S_ISREG:是否是一个常规文件。
    
      S_ISDIR:是否是一个目录。
    
      S_ISCHR:是否是一个字符设备。
    
      S_ISBLK:是否是一个块设备。
    
      S_ISFIFO:是否是一个FIFO文件。
    
      S_ISSOCK:是否是一个SOCKET文件。
  • 在"pwd.h"中定义的passwd结构体

      struct passwd
    {
    char * pw_name; /* Username, POSIX.1 */
    char * pw_passwd; /* Password */
    __uid_t pw_uid; /* User ID, POSIX.1 */
    __gid_t pw_gid; /* Group ID, POSIX.1 */
    char * pw_gecos; /* Real Name or Comment field */
    char * pw_dir; /* Home directory, POSIX.1 */
    char * pw_shell; /* Shell Program, POSIX.1 */
    char *pw_class;
    time_t pw_change;
    time_t pw_expire;
    };
  • 在POSIX.1中只指定了passwd结构包含的10个字段的五个。大多数平台至少支持其中七个字段。bsd派生的平台支持全部十个字段。

运行效果:

setecho.c

功能:设置终端属性

#include        <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <termios.h> #define oops(s,x) { perror(s); exit(x); } int main(int argc, char *argv[])
{
struct termios info; if ( argc == 1 )
exit(0); if ( tcgetattr(0,&info) == -1 ) /* get attribs */
oops("tcgettattr", 1); if ( argv[1][0] == 'y' )
info.c_lflag |= ECHO ; /* turn on bit */
else
info.c_lflag &= ~ECHO ; /* turn off bit */ if ( tcsetattr(0,TCSANOW,&info) == -1 ) /* set attribs */
oops("tcsetattr",2); return 0;
}
  • tcsetattr函数用于设置终端的相关参数。参数fd为打开的终端文件描述符,参数optional_actions用于控制修改起作用的时间,而结构体termios_p中保存了要修改的参数。

      optional_actions可以取如下的值:
    TCSANOW:不等数据传输完毕就立即改变属性。
    TCSADRAIN:等待所有数据传输结束才改变属性。
    TCSAFLUSH:清空输入输出缓冲区才改变属性。
    错误信息:
    EBADF:非法的文件描述符。
    EINTR:tcsetattr函数调用被信号中断。
    EINVAL:参数optional_actions使用了非法值,或参数termios中使用了非法值。
    ENCTTY:非终端的文件描述符。

spwd.c

功能:显示当前文件夹路径。

#include	<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <dirent.h> ino_t get_inode(char *);
void printpathto(ino_t);
void inum_to_name(ino_t , char *, int ); int main()
{
printpathto( get_inode( "." ) );
putchar('\n');
return 0;
} //输出目录名函数
void printpathto( ino_t this_inode )
{
ino_t my_inode ; //索引节点号
char its_name[BUFSIZ]; if ( get_inode("..") != this_inode )
{
chdir( ".." );//更改当前的工作目录 inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ);//获取this_node节点的目录名 my_inode = get_inode( "." );//获取当前目录的索引节点号
printpathto( my_inode ); //打印上级目录名
printf("/%s", its_name ); //输出当前目录名 }
} //获取目录名函数
void inum_to_name(ino_t inode_to_find , char *namebuf, int buflen)
{
DIR *dir_ptr;
struct dirent *direntp; dir_ptr = opendir( "." );
if ( dir_ptr == NULL ){
perror( "." );
exit(1);
} while ( ( direntp = readdir( dir_ptr ) ) != NULL )
if ( direntp->d_ino == inode_to_find )
{
strncpy( namebuf, direntp->d_name, buflen);
namebuf[buflen-1] = '\0';
closedir( dir_ptr );
return;
}
fprintf(stderr, "error looking for inum %d\n", (int) inode_to_find);
exit(1);
} //获取索引节点号函数
ino_t get_inode( char *fname )
{
struct stat info; if ( stat( fname , &info ) == -1 ){
fprintf(stderr, "Cannot stat ");
perror(fname);
exit(1);
}
return info.st_ino;
}

运行效果:

testioctl.c

功能:获取终端的大小

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h> int main()
{
struct winsize size;
if( isatty(STDOUT_FILENO) == 0)//判断文件描述符是否为终端机
exit(1);
//获取当前终端的大小
if (ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &size) < 0) {
perror("ioctl TIOCGWINSZ error");
exit(1);
} printf("%d rows %d columns\n", size.ws_row, size.ws_col);
return 0;
}
  • linux 系统提供了一个跟踪终端大小的功能,内核为每个终端或者是伪终端保存了一个 winsize 结构体,这个结构体中保存了当前终端大小的信息,这个结构体如下:

      struct winsize {
    unsigned short ws_row;
    unsigned short ws_col;
    unsigned short ws_xpixel;//x轴像素长度
    unsigned short ws_ypixel;//y轴像素长度
    };
  • 通过 ioctl 函数的 TIOCGWINSZ 命令可以取winsize结构体的当前值。当然也可以通过 ioctl 的 TIOCSWINSZ 命令可以将winsize结构体的新值存放到内核中,如果新值与存放在内核中的当前值不同,则会向前台进程组发送SIGWINCH信号,系统对此信号的默认处理是忽略该信号。

运行效果:

who1.c&who2

功能:显示用户的登录名,登录装置名称,登录时间(单位为秒),登录账号的远程主机名称。

#include	<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <utmp.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h> #define SHOWHOST int show_info( struct utmp *utbufp )
{
printf("%-8.8s", utbufp->ut_name);//打印用户名
printf(" ");
printf("%-8.8s", utbufp->ut_line);//打印登录装置名
printf(" ");
printf("%10ld", utbufp->ut_time);//打印时间
printf(" ");
#ifdef SHOWHOST
printf("(%s)", utbufp->ut_host);//打印登录账号的远程主机名称
#endif
printf("\n"); return 0;
}
int main()
{
struct utmp current_record;
int utmpfd;
int reclen = sizeof(current_record); if ( (utmpfd = open(UTMP_FILE, O_RDONLY)) == -1 ){
perror( UTMP_FILE );
exit(1);
}
while ( read(utmpfd, &current_record, reclen) == reclen )
show_info(&current_record);//打印登录信息
close(utmpfd);
return 0;
}
  • utmp结构体

      struct utmp
    {
    short int ut_type; // 登录类型
    pid_t ut_pid; // login进程的pid
    char ut_line[UT_LINE_SIZE]; // 登录装置名,省略了"/dev/"
    char ut_id[4]; // Inittab ID
    char ut_user[UT_NAMESIZE]; // 登录账号
    char ut_host[UT_HOSTSIZE]; // 登录账号的远程主机名称
    struct exit_status ut_exit; // 当类型为DEAD_PROCESS时进程的结束状态
    long int ut_session; // SessionID
    struct timeval ut_tv; // 时间记录
    int32_t ut_addr_v6[4]; // 远程主机的网络地址
    char __unused[20]; // 保留未使用
    };
  • ut_type有以下几种类型:

     	EMPTY:此为空的记录
    RUN_LVL:记录系统run-level的改变
    BOOT_TIME:记录系统开机时间
    NEW_TIME:记录系统时间改变后的时间
    OLD_TIME:记录当改变系统时间时的时间
    INIT_PROCESS:记录一个由init衍生出来的进程
    LOGIN_PROCESS:记录login进程
    USER_PROCESS:记录一般进程
    DEAD_PROSESS:记录一结束的进程
    ACCOUNTING:目前尚未被使用

运行效果:

总结

 通过对代码的运行分析,理解linux系统基本指令的运行原理和加深了对系统级io的理论知识理解。

参考资料

1.tcgetattr函数与termios 结构体:http://baike.baidu.com/link?url=SYv73O1BUbv_rVQsGehTjkS9VazCR9NZnq02APIDXMb9hf96VS5Q-GkfvxGPYdePdi_JcqlscvlyoOpULpUGia

2.Linux文件权限详解:http://blog.chinaunix.net/uid-25052030-id-174343.html

3.linux stat函数:http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/05/11/2043361.html

http://blog.csdn.net/abc78400123/article/details/7628174

4.passwd结构体:http://baike.baidu.com/link?url=Q3AQhGdl47BjxBcY-hmxwuBaQnV9wbuiUkgwfwpNMejpT6yFjlMP_R99q8_6aZRM8i_HEiSDh7vWqmVg856cJa

5.dirent结构体和DIR结构体:http://baike.baidu.com/link?url=N7JHtacJdso63A8FWzSlK7-ywjiGI92hRff6Fs-LbzhdpdLPfrEAlWTq_QOPmfYtXVghlWRQ4ukqTchl9Mx2X_

http://www.cnblogs.com/hnrainll/archive/2011/08/23/2150607.html

6.chdir函数:

http://baike.baidu.com/link?url=LXxmdXLfotKn6puVYcczVQnWjQjWSaOe-jNjlTxYZls9rZduOQ2uwtJRX2f9V7pjAAE7bmygnq6bl8tIfDEuLK

7.winsize结构体和ioctl函数:

http://blog.csdn.net/xiaocainiaoshangxiao/article/details/18270215

http://baike.baidu.com/link?url=e3Iln9Q-_ACXFbuOFB_bJIUVooktQ4-c3VLSVuUjTFTWcjECryC9z-GB_U8MSSg2UoZtORA2AyRG5m5UbxMrFa

8.isatty函数:

http://baike.baidu.com/link?url=0HaYlYgKLZ6WZ7RzDS-WCmTECwSDg75z6dFQPOlWoVU0RtOangXmpyh6s00sa4jjmDp2xFRkuqzbz4EBvrKnF_

9.utmp结构体:

http://baike.baidu.com/link?url=x5d0ndSgkbnpEixv6-l5lzbpqDdWYKxqHIr0HzIRlhGr9lWGbbH24gKFv6cWg37AY4kOTtt4vep2hu0e-Fn87_

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