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课程编号：B080103040Linux操作系统实验报告姓名邵春晓学号20124670班级软工1201指导教师石凯实验名称Linux操作系统实验开设学期2014-2015第一学期实验时间第11周——第18周评定成绩评定人签字石凯评定日期东北大学软件学院实验一熟悉Linux环境【实验内容】一、练习常用的Shell命令。当用户登录到字符界面系统或使用终端模拟窗口时，就是在和称为shell的命令解释程序进行通信。当用户在键盘上输入一条命令时，shell程序将对命令进行解释并完成相应的动作。这种动作可能是执行用户的应用程序，或者是调用一个编辑器、GNU/Linux实用程序或其他标准程序，或者是一条错误信息，告诉用户输入了错误的命令。二、熟悉vim编辑器在编写文本或计算机程序时，需要创建文件、插入新行、重新排列行、修改内容等，计算机文本编辑器就是用来完成这些工作的。Vim编辑器的两种操作模式是命令模式和输入模式（如图2所示）。当vim处于命令模式时，可以输入vim命令。例如，可以删除文本并从vim中退出。在输入模式下，vim将把用户所输入的任何内容都当作文本信息，并将它们显示在屏幕上。三、熟悉gcc编译器GNU/Linux中通常使用的C编译器是GNUgcc。编译器把源程序编译生成目标代码的任务分为以下4步：a.预处理，把预处理命令扫描处理完毕；b.编译，把预处理后的结果编译成汇编或者目标模块；c.汇编，把编译出来的结果汇编成具体CPU上的目标代码模块；d.连接，把多个目标代码模块连接生成一个大的目标模块；四、熟悉gdb调试工具LINUX包含了一个叫gdb的GNU调试程序。gdb是一个用来调试C和C++程序的强有力调试器。它使你能在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。它具有以下一些功能：·监视程序中变量的值；·设置断点以使程序在指定的代码行上停止执行；·一行行的执行代码。五、掌握Linux下C程序编辑运行过程Linux下编写C程序要经过以下几个步骤：⑴启动常用的编辑器，键入C源程序代码。⑵编译源程序⑶运行可执行文件【实验总结】在学习linux的过程中间，最主要的就是耐心和细心。linux的命令很多，只有一遍一遍的看一次又一次的用，才能记住很多的命令，才能很好的使用linux。通过这次实验，我对linux的系统以及vim编辑器，gcc编译器，gdb调试工具更加熟悉，这也让我让我能够更加努力学习。实验二文件操作【实验内容】1．文件的创建（必做题）编写程序，实现cp命令的功能。被复制的文件名与复制出的新文件由用户指定。调用方法：“你编写的程序名被复制文件名复制出的文件名”。要求程序有一定的健壮性，即对用户错误调用及其他错误要有处理和反馈。（提示：可以使用man手册查看具体的系统调用，e.g.,man2open）。#includesys/types.h#includesys/stat.h#includefcntl.h#includestdio.h#includestdlib.hmain(intac,char*av[]){intfd1,fd2;intn;charbuf[512];if(ac!=3){printf(missingfileoperand\n);exit(1);}if((fd1=open(av[1],O_RDONLY))==-1){perror(cannotopen);exit(1);}if((fd2=creat(av[2],0777))==-1){perror(cannotcreat);exit(1);}while((n=read(fd1,buf,512))0){write(fd2,buf,n);}close(fd1);close(fd2);}2．查看目录内容及文件属性（1）编写程序，实现ls-l的功能。调用方法：“你编写的程序名”——这时打印出当前目录文件及其属性；“你编写的程序名目录名”——这时在终端显示给定目录下的文件及其属性。（提示：当用户给定目录后，需要改变进程的当前目录，可使用chdir()。）#includestdio.h#includesys/types.h#includedirent.h#includesys/types.h#includesys/stat.h#includeunistd.h#includestring.h#includepwd.h#includegrp.h#includetime.hvoidmode_to_str(mode_tmode,char*str){strcpy(str,----------);if(S_ISDIR(mode))str[0]='d';if(mode&0400)str[1]='r';if(mode&0200)str[2]='w';if(mode&0100)str[3]='x';if(mode&040)str[4]='r';if(mode&020)str[5]='w';if(mode&010)str[6]='x';if(mode&04)str[7]='r';if(mode&02)str[8]='w';if(mode&01)str[9]='x';}voidshow_file_info(char*filename){structstatbuf;charmodestr[10];stat(filename,&buf);mode_to_str(buf.st_mode,modestr);printf(%.10s\t,modestr);printf(%d\t,buf.st_nlink);printf(%s\t,getpwuid(buf.st_uid)-pw_name);printf(%s\t,getgrgid(buf.st_gid)-gr_name);printf(%d\t,buf.st_size);printf(%.12s\t,4+ctime((consttime_t*)&(buf.st_mtime)));printf(%s\n,filename);}main(intac,char*av[]){DIR*dirp;structdirent*p;if(1==ac){dirp=opendir(.);}else{dirp=opendir(av[1]);}while((p=readdir(dirp))!=NULL){if(p-d_name[0]!='.'){show_file_info(p-d_name);}}closedir(dirp);}3.设备文件操作在/dev目录下，找到你的鼠标对应的文件。打开这个文件，从该文件循环读出字符，并将字符对应的ascII代码在终端显示出来。【实验总结】通过这个实验，我学会了如何在编译器里操作文件，也学会了如何使用man手册。实验三进程间通信UNIX/LINUX系统的进程间通信机构（IPC）允许在任意进程间大批量地交换数据。本实验的目的是了解和熟悉LINUX支持的信号量机制、管道机制、消息通信机制及共享存储区机制。（一）进程创建实验【实验内容】1．进程的创建编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每个进程在屏幕上显示一个字符；父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。#includestdio.hmain(){intp1,p2;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)putchar(‘b’);/*在子进程1中*/else/*在父进程中*/{while((p2=fork())==-1);if(p2==0)putchar(‘c’);/*在子进程2中*/else/*在父进程中*/putchar(‘a’);}}实验结果为:cb2．修改已编写的程序，将每个进程的输出由单个字符改为一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析其原因。参考程序#includestdio.hmain(){intp1,p2,i;while((p1=fork())==-1);if(p1==0)/*在子进程1中*/for(i=0;i500;i++)printf(“daughter%d\n”,i);else{while((p2=fork())==-1);If(p2==0)/*在子进程2中*/for(i=0;i500;i++)printf(“son%d\n”,i);elsefor(i=0;i500;i++)printf(“parents%d\n”,i);}}由于输出500的循环太大，无法看到全部结果，i分别采用3,10,100，当i为3时，是先输出3个“parentsi”,然后再输出3个“soni”,最后输出5个“daughteri”；当i为10时，结果与i为3一样；截图如下：但是当i为100时，是先输出100个“parentsi”，再输出“soni”但是在“soni”输出的同时，“daughtei”也开始输出，由于屏幕显示有限,图片就不粘贴了。当“parentsi”全部输出完之后，开始输出“soni”；在“soni”输出的过程中，也开始输出“daughteri”:最后输出完“daughteri”。当i为500时，“parenti”输出的时候，“soni”也开始输出，但整体上是“parenti”先输出完，然后是“soni”，最后是“daughteri”【思考题】1．系统是怎样创建进程的？答：linux系统创建进程都是用fork()系统调用创建子进程，在UNIX系统中，只有0进程是在系统引导时被创建的，在系统初启时由0进程创建1进程，以后0进程变成对换进程，1进程成为系统中的始祖进程。UNIX利用fork()为每个终端创建一个子进程为用户服务，如等待用户登录、执行SHELL命令解释程序等，每个终端进程又可利用fork()来创建其子进程，从而形成一棵进程树。可以说，系统中除0进程外的所有进程都是用fork()创建的。fork()函数被调用一次，但返回两次。如果fork(）进程调用成功，两次返回的区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程号2．当前运行的程序（主进程）的父进程是什么？答：当前运行的程序（主进程）的父进程是fork()出这个进程的进程，在UNIX系统中，只有0进程是在系统引导时被创建的，在系统初启时由0进程创建1进程，以后0进程变成对换进程，1进程成为系统中的始祖进程。【实验总结】通过本次实验，掌握了进程的概念，明确进程和程序的区别：通俗的讲程序是一个包含可以执行代码的文件,是一个静态的文件.而进程是一个开始执行但是还没有结束的程序的实例.就是可执行文件的具体实现.一个程序可能有许多进程,而每一个进程又可以有许多子进程.依次循环下去,而产生子孙进程.当程序被系统调用到内存以后,系统会给程序分配一定的资源(内存,设备等等)然后进行一系列的复杂操作,使程序变成进程以供系统调用.在系统里面只有进程没有程序；认识和了解并发执行的实质，即linux中内核并发机制也就是同步机制产生的原因,总的来说可归纳为一下4点:l中断——中断几乎可以在任何时刻异步发生，也就可能随时打断当前正在执行的代码;2睡眠及与用户空间的同步——在内核执行的进程可能会睡眠，这就会唤醒调度程序，从而导致调度一个新的用户进程执行;3对称多处理——两个或多个处理器可以同时执行代码;4内核抢占——因为内核具有抢占性，所以内核中的任务可能会被另一任务抢占（在2.6内核引进的新能力）。（二）信号量机制实验【实验内容】1．编写一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按ctrl+c键），当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到父进程发来的信号后，分别输出下列信息后终止：Childprocess1iskilledbyparent!Childprocess2iskilledbyparen