Linux简单程序实例(GNU工具链,进程,线程,无名管道pipe,基于fd的文件操作,信号,scoket)

一, GNU工具链简介:

(1)编译代码步骤:

预处理 -> 编译 -> 汇编 -> 链接;

预处理:去掉注释,进行宏替换,头文件包含等工作;

gcc -E test.c -o test.i

编译:   不同平台使用汇编语言不同,汇编将高级语言编译成汇编语言;

gcc -S test.c -o test.s

汇编:   将汇编语言翻译成二进制代码;

gcc -c test.c -o test.o

链接:   包含各函数库的入口,得到可执行文件;

gcc -o test test.c

(2)gcc编译:

.c文件编译:gcc -o DESFILE SRCFILE ,将源c文件SRCTILE编译为可执行文件DESFILE ;

gcc -o DESFILE SRCFILE ,加上-g选项,生成的可执行文件DESFILE可进行调试;

(2)gdb调试:

调试前提:gcc编译时加入-g参数;

调试选项:gdb DESFILE 进入调试,

l 列出代码信息,后面可带整数参数;

b 设断点,后面跟要设断点的函数名或者行数;

r 运行;

n 下一步;

c 继续;

q 退出,退出调试;

二,Linux下简单编程实例:

(1)进程创建:

函数说明:

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t fork();

调用fork()创建进程,若创建成功,父进程返回子进程ID(>0),子进程返回0,出错返回-1;

实例:

 #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> int main(void)
{
pid_t child_pid;
printf("the main program process ID is:%d",(int)getpid);
child_pid = fork();
if(child_pid >)
{
printf("This is parent process:%d\n",(int)getpid);
}
else if(pid == )
{
printf("This is child process:%d\n",(int)getpid);
}
else
{
printf("fork() occurr erro!\n");
}
return ;
}
 #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> int spawn(char* progam,char** arg_list)
{
pid_t child_pid;
child_pid = fork();
if(child_pid!=)
{
return child_pid;
}
else
{
execvp(program,arg_list);
fprintf(stderr,"Erro occured!\n");
abort();
}
return ;
} int main(void)
{
char* arg_list[] = {"ls","-l","/",NULL};
spawn("ls",arg_list);
return ;
}

(2)线程创建:

函数说明:

int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,

void *(start_routine)(void *),void *arg);

第一个参数为线程ID;

第二个参数为线程属性,可默认为NULL;

第三个参数为线程执行的函数;

第四个为函数的参数;

实例:

线程创建:

 #include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h> void* print_x(void* unused)
{
while()
{
printf("x");
}
return NULL;
} int main(void)
{
pthread_t thread_id;
pthread_create(&thread_id,NULL,&print_x,NULL);
while()
{
printf("s");
}
return ;
}

(3)信号:

signal:软件中断,传递给进程的异步消息;

当进程收到信号后,将立即对信号进行处理;

信号可以在任何代码位置中断;

实例:

 #include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> void sig_usr(int signo)
{
printf("Receive signal !\n");
} int main(void)
{
printf("%d\n",(int)getpid());
if(signal(SIGUSR1,sig_usr)==SIG_ERR)
{
printf("Can't catch signal");
}
for(;;)
{
pause();
}
return ;
}

(4)线程,信号量

实例:

 void* thread_fun(void* arg)
{
while()
{
pthread_mutex_lock(&thread_flag_mutex);
while(!thread_flag)
{
thread_cond_wait(&thread_flag_cv,&thread_flag_mutex);
}
pthread_mutex_unlock();
do_work();
}
return NULL;
} void set_thread_flag(int flag_vlaue)
{
pthread_mutex_lock(&thread_flag_mutex);
thread_flag_mutex = flag_vlaue;
pthread_cond_signal(&thread_flag_cv);
pthread_mutex_unlock(&thread_flag_mutex);
}

(5)无名管道pipe:

函数原型: int pipe(int fd[2]);

生成两个文件描述符,一个用于读f[0],一个用于写f[1];

无名管道的使用条件:父子进程;

实例:

 #include <unistd>

 int main(void)
{
int fd[];
char buffer[];
pipe(fd);
if(fork()>)
{
char s[] = "Hello!\n";
write(fd[],s,sizeof(s));
}
else
{
read(fd[],buffer,);
printf("buffer: %s",buffer);
}
return ;
}

(6)基于文件描述符的文件简单操作:

文件打开与关闭函数:

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

int open(const char *pathname,int flags);

int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);

int close(int fd);

flags类型:flags决定文件的打开方式,有以下常用类型:

O_RDONLY:只读;      O_RDWR:读写;

O_WRONLY:只写;      O_CREAT:若文件不存在则创建;

文件读写函数:

#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd,void *buf,size_t count);

ssize_t write(int fdvoid *buf,size_t count);

文件的定位:

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

off_t lseek(int fd,off_t offset,int whence);

fd:文件注释符;

offset:偏移量;

whence:取值范围:SEEK_SET(将文件位移量设置为据文件开始出offset字节);

SEEK_CUR(将文件位移量设置为当前值+offset字节);

SEEK_END(将文件位移量设置为文件长度+offset字节);

实例:

 #include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h> int main(void)
{
char s[] = "Linux c program!\n"
char buffer[];
int fd,count;
fd = open("./test.txt",O_WRONLY|O_CREAT);
write(fd,s,sizeof(s));
close(fd);
fd = open("./test.txt",O_RDONLY);
count = read(fd,buffer,);
close(fd);
printf("buffer:%s",buffer);
return ;
}

(7)socket客户端与服务器端:

基于TCP的socket通信流程:

Linux简单程序实例(GNU工具链,进程,线程,无名管道pipe,基于fd的文件操作,信号,scoket)

socket套接字基础:

IPV4套接字:

#include <netinet/in.h>

struct sockaddr_in

{

unsigned short        sin_len;        //IPV4 地址长度

sa_family_t             sin_family;   //通信地址类型,AF_INET对应IPV4, AF_INET6对应IPV6

unsigned short int    sin_port;     //16位端口号,以网络字节序存储

struct in_addr          sin_addr;    //将要访问的IP地址, 其中struct in_addr{uint32_t s_addr;}以网络字节顺序

unsigned char          sin_zero[8];//未使用的字段,填充为0

}

struct hostent结构体定义:

struct hostent

{

char   *h_name;         //主机正式名称

char   **h_aliases;      //主机别名

int     h_addrtype;      //主机地址类型,IPV4为AF_INET

int     h_length;          //地址长度,IPV4为4字节,32位

char   **h_addr_list;   //主机IP地址列表

};

函数:

#include <netdb.h>

struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);                      //实现域名或主机名到IP地址的转换

struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr,size_t len,int family);  //实现IP地址到域名或主机名的转换

客户端:

主要函数:

socket():建立套接字,设定远程IP和端口;

connect():连接远程计算机指定端口;

read()或recv(),读取客户端发来的数据;

write()或send()发送数据;

 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h> #define MYPORT 8887
#define BUFFER_SIZE 1024 int main()
{
///定义sockfd
int sock_cli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, ); ///定义sockaddr_in
struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, , sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(MYPORT); ///服务器端口
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); ///服务器ip ///连接服务器,成功返回0,错误返回-1
if (connect(sock_cli, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < )
{
perror("connect");
exit();
} char sendbuf[BUFFER_SIZE];
char recvbuf[BUFFER_SIZE];
while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
{
send(sock_cli, sendbuf, strlen(sendbuf),); ///发送
if(strcmp(sendbuf,"exit\n")==)
break;
recv(sock_cli, recvbuf, sizeof(recvbuf),); ///接收
fputs(recvbuf, stdout); memset(sendbuf, , sizeof(sendbuf));
memset(recvbuf, , sizeof(recvbuf));
} close(sock_cli);
return ;
}

服务器端:

主要函数:

socke():建立套接字,用这个套接字完成通讯监听,数据收发;

bind(): 绑定一个端口号和一个IP,使套接字与之关联;

listen():使服务器该端口和IP处于监听状态,等待连接请求;

accept():接收远程计算机的连接请求,建立服务器与客户端之间的连接;

read()或recv(),读取客户端发来的数据;

write()或send()发送数据;

 #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h> #define MYPORT 8887
#define QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024 int main()
{
///定义sockfd
int server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, ); ///定义sockaddr_in
struct sockaddr_in server_sockaddr;
server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); ///bind,成功返回0,出错返回-1
if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(server_sockaddr))==-)
{
perror("bind");
exit();
} ///listen,成功返回0,出错返回-1
if(listen(server_sockfd,QUEUE) == -)
{
perror("listen");
exit();
} ///客户端套接字
char buffer[BUFFER_SIZE];
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t length = sizeof(client_addr); ///成功返回非负描述字,出错返回-1
int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
if(conn<)
{
perror("connect");
exit();
} while()
{
memset(buffer,,sizeof(buffer));
int len = recv(conn, buffer, sizeof(buffer),);
if(strcmp(buffer,"exit\n")==)
break;
fputs(buffer, stdout);
send(conn, buffer, len, );
}
close(conn);
close(server_sockfd);
return ;
}
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