最新011463孟启贤实验四linux下的c语言编程.docx
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最新011463孟启贤实验四linux下的c语言编程
2017011463-孟启贤-实验四-Linux下的C语言编程
实验报告
课程名称Linux系统实践__
实验项目Linux下的C语言编程
实验仪器PC___________
系别计算机学院___
专业网络工程____
班级/学号网1702/2017011463
学生姓名孟启贤_____
实验日期5.13______
成绩___________________
指导教师李艳平____
实验四Linux下的C语言编程
实验类别：
设计型实验时数：
6学时
开课单位：
计算机学院实验地点：
健翔校区计算中心
一、实验目的
通过本实验练习，使学生掌握有关文件管理与文件操作的内容。
首先要熟悉在LINUX系统下文件系统的构建方法；其次要熟练掌握在LINUX
环境下用C语言进行高级编程的方法（即有关文件操作的系统调用的使用），进而充分了解LINUX文件系统中shell命令的实现原理以及用到的系统调用。
二、实验环境
操作系统：
任何Unix/Linux或MAC
编译器：
gcc
三、预备知识
1、关于系统调用和库函数
C语言支持一系列的库函数的调用，其中最基本的是studio库函数。
事实上，库函数只是C语言在较高层次上调用的方式，系统调用是更低层次的与C语言的界面，是内核提供给用户调用的函数。
2、LINUX环境下系统调用和库函数的异同
⑴C程序使用系统调用的语句和调用库函数的语句形式完全相同，但是
二者运行的环境和运行机制截然不同。
⑵从运行环境来看，库函数使用依赖于所运行的用户环境，程序调用库
函数时，它运行的目标代码是属于程序的，程序处于“用户态”执行；而系统调用的使用不依赖于它运行的用户环境，是LINUX内核提供
的低层服务，系统调用时所执行的代码是属于内核的，程序处于“核
心态”执行。
⑶程序库函数的调用最终还是要通过LINUX系统调用来实现，库函数一般执行一条指令，该指令（操作系统陷阱operatingsystem
trap）将进程执行方式变为核心态，然后使内核为系统调用执行代码。
四
（1）、实验内容
本实验要求在LINUX/UNIX环境下用C语言完成SHELL命令的编写，基本涉及了LINUX/UNIX文件系统中较为常用的有关文件操作的系统调用。
内容如下：
1、编程实现lnk命令，执行格式：
lnkf1f2f3。
具体要求如下：
⑴分别使用link（）和symlink（）为文件f1（任意）创建其硬链接文件f2和符号链接文件f3。
⑵分别使用stat（）和lstat（）调用给出文件f2和f3的索引节点号、权限、存放该文件的设备号及文件修改时间，比较其异同。
说明原因。
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,charconst*argv[]）{
structstatbuf;
if（argc!
=4）
{
printf（"inputerror\n"）;
return0;
}
if（link（argv[1],argv[2]）==-1）
{
printf（"linkerror\n"）;
return0;
}
if（symlink（argv[1],argv[3]）==-1）
{
printf（"symlinkerror\n"）;
return0;
}
if（stat（argv[2],&buf）==-1）
{
printf（"statf2error\n"）;
return0;
}
printf（"statf2\n"）;
printf（"索引号节点号：
%ld\n",buf.st_ino）;
printf（"权限：
%o\n",buf.st_mode）;
printf（"设备号：
%ld\n",buf.st_dev）;
printf（"文件修改时间：
%ld\n",buf.st_mtime）;
if（stat（argv[3],&buf）==-1）
{
printf（"statf3error\n"）;
return0;
}
printf（"statf3\n"）;
printf（"索引号节点号：
%ld\n",buf.st_ino）;
printf（"权限：
%o\n",buf.st_mode）;
printf（"设备号：
%ld\n",buf.st_dev）;
printf（"文件修改时间：
%ld\n",buf.st_mtime）;
if（lstat（argv[2],&buf）<0）
{
printf（"lstatf2error\n"）;
return0;
}
printf（"lstatf2\n"）;
printf（"索引号节点号：
%ld\n",buf.st_ino）;
printf（"权限：
%o\n",buf.st_mode）;
printf（"设备号：
%ld\n",buf.st_dev）;
printf（"文件修改时间：
%ld\n",buf.st_mtime）;
if（lstat（argv[3],&buf）<0）
{
printf（"lstatf3error\n"）;
return0;
}
printf（"lstatf3\n"）;
printf（"索引号节点号：
%ld\n",buf.st_ino）;
printf（"权限：
%o\n",buf.st_mode）;
printf（"设备号：
%ld\n",buf.st_dev）;
printf（"文件修改时间：
%ld\n",buf.st_mtime）;
printf（"finished"）;
return0;
}
结果如下：
原因：
Stat对于硬链接和软连接都是返回链接所指文件的信息。
但是对于lstst，如果文件是符号链接，lstat返回的是符号链接本身的信息。
2、编程实现copy命令，执行格式：
copycj.txtf1
功能：
⑴复制前先将文件f1（见1）的内容清空；
⑵分别使用fstat（）、stat（）和lstat（）调用给出文件f1、f2和f3大
小及最近一次状态改变的时间；
⑶将实验三新创建文件cj.txt中前100个字节的内容拷入f1中，在其后创建30个字节的空洞，然后再复制cj.txt中第141个字节之后的内容到f1中；
⑷复制成功后，显示文件f2的大小及文件f1的内容。
上述功能实现后可将空洞调大到几十～几百MB，然后用du命令显示文件f1占用的磁盘空间，观察其大小，分析原因。
问题：
①上述第⑵项中用fstat（）替换stat（）显示文件f2的信息可以吗？
为
什么？
答：
不可以，fstat是用文件的描述符指向文件。
②比较上述第⑷项和第⑵项的结果，文件f2的大小为何有变化？
F2是f1的硬链接，本质是一个文件，前面是对f1内容清空了，后面在f1中放入了一些内容，所以大小改变了。
程序可能涉及到的系统调用：
read（）,write（）,open（）,creat（）,close（）,lseek（）,stat（）,fstat（）,lstat（）
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（intargc,char*argv[]）
{
chars;
structstatbuf;
if（argc!
=3）
{
printf（"inputerror\n"）;
return0;
}
/*f1*/
inta=open（"f1",O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR）;
if（a==-1）
{
printf（"ERROR!
"）;
}
if（stat（"f1",&buf）==-1）
{
printf（"statf1error\n"）;
return0;
}
printf（"statf1\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n\n",buf.st_ctime）;
if（lstat（"f1",&buf）<0）
{
printf（"lstatf1error\n"）;
return0;
}
printf（"lstatf1\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n\n",buf.st_ctime）;
if（fstat（a,&buf）<0）
{
printf（"fstatf1error\n"）;
return0;
}
printf（"fstatf1\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n\n",buf.st_ctime）;
/*f2*/
intb=open（"f2",O_CREAT|O_TRUNC）;
if（b==-1）
{
printf（"ERROR!
"）;
}
if（stat（"f2",&buf）==-1）
{
printf（"statf2error\n"）;
return0;
}
printf（"statf2\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n\n",buf.st_ctime）;
if（lstat（"f2",&buf）<0）
{
printf（"lstatf2error\n"）;
return0;
}
printf（"lstatf2\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n\n",buf.st_ctime）;
if（fstat（b,&buf）<0）
{
printf（"fstatf2error\n"）;
return0;
}
printf（"fstatf2\n"）;
printf（"大小：
%ld\n",buf.st_size）;
printf（"最近一次状态时间：
%ld\n",buf.st_ctime）;
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