Linux下C编程详解

linux下C编程详解linux操作系统下c语言编程入门整理编写：007xiong原文：Hoyt等(一)目录介绍linux下C编程详解...11)Linux程序设计入门--基础知识...31.源程序的编译...32.Makefile的编写...43.程序库的链接...54.程序的调试...55.头文件和系统求助...62)Linux程序设计入门--进程介绍...61。进程的概念...62。进程的标志...73。进程的创建...84。守护进程的创建...93)Linux程序设计入门--文件操作...101。文件的创建和读写...102。文件的各个属性...113。目录文件的操作...124。管道文件...134)程序设计入门--时间概念...141。时间表示...142。时间的测量...143。计时器的使用...155)Linux程序设计入门--信号处理...161。信号的产生...162。信号操作...173。其它信号函数...184。一个实例...186)Linux程序设计入门--消息管理...191。POSIX无名信号量...192。SystemV信号量...203。SystemV消息队列...214。SystemV共享内存...227)Linux程序设计入门--线程操作...23线程的创建和使用...238)Linux程序设计入门--网络编程...251.Linux网络知识介绍...251.1客户端程序和服务端程序...251.2常用的命令...251.3TCP/UDP介绍...262.初等网络函数介绍（TCP）...262.1socket262.2bind.262.3listen.272.4accept272.5connect272.6实例...272.7总结...293.服务器和客户机的信息函数...293.1字节转换函数...293.2IP和域名的转换...293.3字符串的IP和32位的IP转换.303.4服务信息函数...303.5一个例子...304.完整的读写函数...314.1写函数write.314.2读函数read.314.3数据的传递...325.用户数据报发送...335.1两个常用的函数...335.2一个实例...336.高级套接字函数...346.1recv和send.356.2recvfrom和sendto.356.3recvmsg和sendmsg.356.4套接字的关闭...366.5shutdown.367.TCP/IP协议...367.1网络传输分层...367.2IP协议...367.3ICMP协议...387.4UDP协议...387.5TCP.397.6TCP连接的建立...408.套接字选项...408.1getsockopt和setsockopt408.2ioctl419.服务器模型...419.1循环服务器:UDP服务器...419.2循环服务器:TCP服务器...429.3并发服务器:TCP服务器...429.4并发服务器:多路复用I/O..439.5并发服务器:UDP服务器...449.6一个并发TCP服务器实例...4410.原始套接字...4510.1原始套接字的创建...4510.2一个原始套接字的实例...4510.3总结...4611.后记...479)Linux下C开发工具介绍...47GNUC编译器...47使用GCC..48GCC选项...48优化选项...49调试和剖析选项...49gdb基本命令...50另外的C编程工具...52xxgdb.52calls.53calltree.54indent55gprof56(二)具体内容1)Linux程序设计入门--基础知识Linux下C语言编程基础知识前言:这篇文章介绍在LINUX下进行C语言编程所需要的基础知识.在这篇文章当中,我们将会学到以下内容:源程序编译Makefile的编写程序库的链接程序的调试头文件和系统求助--------------------------------------------------------------------------------1.源程序的编译在Linux下面,如果要编译一个C语言源程序,我们要使用GNU的gcc编译器.下面我们以一个实例来说明如何使用gcc编译器.假设我们有下面一个非常简单的源程序(hello.c):intmain(intargc,char**argv){printf(HelloLinux\n);}要编译这个程序,我们只要在命令行下执行:gcc-ohellohello.cgcc编译器就会为我们生成一个hello的可执行文件.执行./hello就可以看到程序的输出结果了.命令行中gcc表示我们是用gcc来编译我们的源程序,-o选项表示我们要求编译器给我们输出的可执行文件名为hello而hello.c是我们的源程序文件.gcc编译器有许多选项,一般来说我们只要知道其中的几个就够了.-o选项我们已经知道了,表示我们要求输出的可执行文件名.-c选项表示我们只要求编译器输出目标代码,而不必要输出可执行文件.-g选项表示我们要求编译器在编译的时候提供我们以后对程序进行调试的信息.知道了这三个选项,我们就可以编译我们自己所写的简单的源程序了,如果你想要知道更多的选项,可以查看gcc的帮助文档,那里有着许多对其它选项的详细说明.2.Makefile的编写假设我们有下面这样的一个程序,源代码如下:/*main.c*/#includemytool1.h#includemytool2.hintmain(intargc,char**argv){mytool1_print(hello);mytool2_print(hello);}/*mytool1.h*/#ifndef_MYTOOL_1_H#define_MYTOOL_1_Hvoidmytool1_print(char*print_str);#endif/*mytool1.c*/#includemytool1.hvoidmytool1_print(char*print_str){printf(Thisismytool1print%s\n,print_str);}/*mytool2.h*/#ifndef_MYTOOL_2_H#define_MYTOOL_2_Hvoidmytool2_print(char*print_str);#endif/*mytool2.c*/#includemytool2.hvoidmytool2_print(char*print_str){printf(Thisismytool2print%s\n,print_str);}当然由于这个程序是很短的我们可以这样来编译gcc-cmain.cgcc-cmytool1.cgcc-cmytool2.cgcc-omainmain.omytool1.omytool2.o这样的话我们也可以产生main程序,而且也不时很麻烦.但是如果我们考虑一下如果有一天我们修改了其中的一个文件(比如说mytool1.c)那么我们难道还要重新输入上面的命令?也许你会说,这个很容易解决啊,我写一个SHELL脚本,让她帮我去完成不就可以了.是的对于这个程序来说,是可以起到作用的.但是当我们把事情想的更复杂一点,如果我们的程序有几百个源程序的时候,难道也要编译器重新一个一个的去编译?为此,聪明的程序员们想出了一个很好的工具来做这件事情,这就是make.我们只要执行以下make,就可以把上面的问题解决掉.在我们执行make之前,我们要先编写一个非常重要的文件.--Makefile.对于上面的那个程序来说,可能的一个Makefile的文件是:#这是上面那个程序的Makefile文件main:main.omytool1.omytool2.ogcc-omainmain.omytool1.omytool2.omain.o:main.cmytool1.hmytool2.hgcc-cmain.cmytool1.o:mytool1.cmytool1.hgcc-cmytool1.cmytool2.o:mytool2.cmytool2.hgcc-cmytool2.c有了这个Makefile文件,不过我们什么时候修改了源程序当中的什么文件,我们只要执行make命令,我们的编译器都只会去编译和我们修改的文件有关的文件,其它的文件她连理都不想去理的.下面我们学习Makefile是如何编写的.在Makefile中也#开始的行都是注释行.Makefile中最重要的是描述文件的依赖关系的说明.一般的格式是:target:componentsTABrule第一行表示的是依赖关系.第二行是规则.比如说我们上面的那个Makefile文件的第二行main:main.omytool1.omytool2.o表示我们的目标(target)main的依赖对象(components)是main.omytool1.omytool2.o当倚赖的对象在目标修改后修改的话,就要去执行规则一行所指定的命令.就象我们的上面那个Makefile第三行所说的一样要执行gcc-omainmain.omytool1.omytool2.o注意规则一行中的TAB表示那里是一个TAB键Makefile有三个非常有用的变量.分别是$@,$^,$代表的意义分别是:$@--目标文件,$^--所有的依赖文件,$--第一个依赖文件.如果我们使用上面三个变量,那么我们可以简化我们的Makefile文件为:#这是简化后的Makefilemain:main.omytool1.omytool2.ogcc-o$@$^main.o:main.cmytool1.hmytool2.hgcc-c$mytool1.o:mytool1.cmytool1.hgcc-c$mytool2.o:mytool2.cmytool2.hgcc-c$经过简化后我们的Makefile是简单了一点,不过人们有时候还想简单一点.这里我们学习一个Makefile的缺省规则..c.o:gcc-c$这个规则表示所有的.o文件都是依赖与相应的.c文件的.例如mytool.o依赖于mytool.c这样Makefile还可以变为:#这是再一次简化后的Makefilemain:main.omytool1.omytool2.ogcc-o$@$^..c.o:gcc-c$好了,我们的Makefile也差不多了,如果想知道更多的关于Makefile规则可以查看相应的文档.3.程序库的链接试着编译下面这个程序/*temp.c*/#includemath.h;intmain(intargc,char**argv){doublevalue;printf(Value:%f\n,value);}这个程序相当简单,但是当我们用gcc-otemptemp.c编译时会出现下面所示的错误./tmp/cc33Kydu.o:Infunction`main':/tmp/cc33Kydu.o(.text+0xe):undefinedreferenceto`log'collect2:ldreturned1exitstatus出现这个错误是因为编译器找不到log的具体实现.虽然我们包括了正确的头文件,但是我们在编译的时候还是要连接确定的库.在Linux下,为了使用数学函数,我们必须和数学库连接,为此我们要加入-lm选项.gcc-otemptemp.c-lm这样才能够正确的编译.也许有人要问,前面我们用printf函数的时候怎么没有连接库呢?是这样的,对于一些常用的函数的实现,gcc编译器会自动去连接一些常用库,这样我们就没有必要自己去指定了.有时候我们在编译程序的时候还要指定库的路径,这个时候我们要用到编译器的-L选项指定路径.比如说我们有一个库在/home/hoyt/mylib下,这样我们编译的时候还要加上-L/home/hoyt/mylib.对于一些标准库来说,我们没有必要指出路径.只要它们在起缺省库的路径下就可以了.系统