编程技术 - Linux程式设计之三
Linux程式设计之三
2004-04-23 15:18 pm来自：Linux文档
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Linux程式设计-12.目录操作
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 10:08:00)
Linux下的目录是依照标准来实作的，因此，您可以毫无问题地移殖到任何其它UNIX平台。
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getcwd/getwd : 取得目前所在目录
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#include
char * getcwd(char *buf,size_t size);
buf将会返回目前路径名称。
任何的错误发生，将会返回NULL。如果路径长度超过size，errno为ERANGE。getcwd返回的值永远是没有symbol link的。
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#include
char *getwd(char *buf);
getwd是个危险的函数，一般都会强烈建议不要用，因为您无法确定最长的目录长度为多少。PATH_MAX定义了最长的路径长度。在Linux下所以提供这个函数主要是因为「传统」。
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chdir/fchdir/chroot : 改变目前所在目录
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#include
int chdir(const char * pathname);
int fchdir(int fd);
chdir根据pathname变更目前的所在目录，它只改变该程式的所在目录。
fchdir根据已开启的fd(file descriptor)目录来变更。
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#include
int chroot(const char * path);
chroot改变该程式的根目录所在。例如chroot("/home/ftp")会将根目录换到/home/ftp下，而所有档案操作都不会超出这个围内。为保障安全性，当chdir("/..")时，将会仅切换到chdir("/")，如此便不会有档案安全问题。
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mkdir/rmdir : 造/移除目录
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#include
#include
int mkdir(const char * dirname,mode_t mode);
mkdir会造一个新目录出来，例如mkdir("/home/foxman",0755);。
如果该目录或档案已经存在，则操作失败。
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#include
int rmdir(char * pathname);
这个函数移除pathname目录。
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opendir/readdir/closedir/rewinddir : 读取目录资讯
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#include
DIR * opendir(const char * pathname);
int closedir(DIR *dir);
struct dirent * readdir(DIR *dir);
int rewinddir(DIR *dir);
struct dirent {
long d_ino; /* inode number */
off_t d_off; /* offset to this dirent */
unsigned short d_reclen; /* length of this d_name */
char d_name [NAME_MAX+1]; /* file name (null-terminated) */
};
opendir开启一个目录操作DIR，closedir关闭之。
readdir则循序读取目录中的资讯，rewinddir则可重新读取目录资讯。
以下是个标准例。
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#include
#include
char ** dirGetInfo(const char *pathname)
{
char ** filenames;
DIR * dir;
struct dirent * ent;
int n = 0;
filenames = (char **)malloc(sizeof(char*));
filenames[0]=NULL;
dir = opendir(pathname);
if (!dir) return filenames;
while ((ent = readdir(dir))) {
filenames = (char**)realloc(filenames,sizeof(char*)*(n+1));
filenames[n] = strdup(ent->d_name);
n++;
}
closedir(dir);
filenames = (char **)realloc(filenames,sizeof(char*)*(n+1));
filenames[n] = NULL;
return filenames;
}
Linux程式设计-13.记忆体对映mmap
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 11:00:00)
Linux允许将档案对映到记忆体空间中。如此可以产生一个在档案资料及记忆体资料一对一的对映，例如字型档的存取。使用记忆体对映有许多好处：
高速档案存取。一般的I/O机制通常需要将资料先到缓区中。记忆体对映免去了中间这一层，加速档案存取速度。
可执行档可对映到记忆体空间中，使程式动态载入。Linux Dynamic Loading便是如此实作出来的。
新的记忆体可以透过利用/dev/zero来产生全零的档案。
新的记忆体可以用於执行目的，这对解译式编译器非常有用。
可把档案当成记忆体来用，直接使用指标来操作。
对映的记忆体可当成行程间共享记忆体，该记忆体内容存在档案中，因此与行程无关。
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页对齐「Page Alignment」
#include
size_t getpagesize(void);
系统记忆体通常被分割成页的单位。在Intel及SPARC上，每页为4096 Bytes(4K)，在Alpha上则为8192 Bytes(8K)。getpagesize返回该系统的页大小。
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#include
#include
void * mmap(void *start, size_t length, int prot , int flags, int fd, off_t offset);
int munmap(void *start, size_t length);
mmap开启记忆体对映。
start指定记忆体位置，通常都是用NULL。offset指定档案要在那里开始对映，通常都是用0。
protections
PROT_READ
PROT_WRITE
PROT_EXEC
PROT_NONE
flags
MAP_FIXED
MAP_PRIVATE
MAP_SHARED
MAP_ANONYMOUS
MAP_DENYWRITE
MAP_GROWSDOWN
MAP_LOCKED
munmap关闭记忆体对映。
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int msync(const void *start, size_t length, int flags);
如果开启记忆体对映是希望写入档案中，那麽修改过的记忆体会在一段时间内与档案稍稍有点不同。如果您希望立即将资料写入档案中，可使用msync。
start为记忆体开始位置，length为长度。
flags则有三个：
MS_ASYNC : 请Kernel快将资料写入。
MS_SYNC : 在msync结束返回前，将资料写入。
MS_INVALIDATE : 让核心自行决定是否写入，仅在特殊状况下使用。
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int mlock(const void *addr, size_t len);
int munlock(const void *addr, size_t len);
锁住记忆体，仅root有权限这样做。
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int mlockall(int flags);
锁住所有记忆体空间。
MCL_CURRENT : 所有的记忆页都会被锁住。
MCL_FUTURE : 所有的新增的记忆页都会被锁住。
int munlockall(void);
Linux程式设计-14.动态函数库
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 12:10:00)
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本节说明Linux下动态函数库的使用及设计。
大多数大型的UNIX软体都会将许多个别的部份拆开来设计，通常这些部份被称为「plugins」或「modules」。它们会用许多方式来结合，如「pipe」、「IPC」或「shared objects」。
Linux下的Dynamic Linking Loader介面标准来自於Solaris。
在Dynamic Linking的操作方式下，所有的函数及资料变数都被称为「symbol」，要使用时，需要透过dlsym来找出其实际位址。
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所有动态函数载入的函数均宣告在中，共有四个函数。
void *dlopen (const char *filename, int flag);
const char *dlerror(void);
void *dlsym(void *handle, char *symbol);
int dlclose (void *handle);
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dlopen()的作用为寻找函数库档案，开启它、并做一些初始化的动作。
filename如果以"/"符号开始，dlopen()将不会搜寻该函数库的路径，否则它将会透过以下方式搜寻档案：
透过LD_LIBRARY_PATH所指定的路径搜寻
/etc/ld.so.cache所指定的路径。该档案是由ldconfig所产生，其设定位於/etc/ld.so.conf。
找寻/usr/lib及/lib两个内定目录。
flag有三个：
RTLD_GLOBAL : 在函数库中的变数内定是不输出的。指定RTLD_GLOBAL可输出这些变数。
RTLD_LAZY : 当函数被执行时，才找出所使用的变数对照表。
RTLD_NOW : 当函数被载入时，立刻找出所使用的变数对照表。
RTLD_GLOBAL可与RTLD_LAZY或RTLD_NOW结合，RTLD_LAZY及RTLD_NOW不可同时使用。
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dlerror()返回最近发生的错误讯息，如果没有错误发生，那麽将会返回NULL。
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dlsym()载入所指定的函数。
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dlclose()关闭开启的函数库。它会检查一个对照计数，将开启的函数库次数数量减一，如果为零，则关闭该函数库。
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hellodl
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hello.so的设计
Linux程式设计-15.同步I/O多重处理
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 13:04:00)
同步I/O多重处理(Synchronous I/O Multiplexing)
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当我们在同时间需要处理许多I/O时，例如网路伺服器socket，有时候一个一个处理，程式非常难写，这时候可以利用select来达成。
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#include
#include
#include
int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);
FD_ZERO清除所有fd_set。
FD_SET将fd加入fd_set中。
FD_CLR将fd从fd_set中移除。
FD_ISSET检查fd是否属於该fd_set。
struct timeval {
int tv_sec;
int tv_usec;
};
Linux程式设计-16.TarBall
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 14:08:00)
我写了一个targz的函数库，专门处理档案安装的事宜，这个函数库在我写的X Corona Package Installer中使用到。它与zlib一起使用。
targz.h
targz.c
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typedef struct {
char name[100];
char mode[8];
char uid[8];
char gid[8];
char size[12];
char mtime[12];
char chksum[8];
char typeflag;
char linkname[100];
char magic[6];
char version[2];
char uname[32];
char gname[32];
char devmajor[8];
char devminor[8];
char prefix[155];
} TarEntry;
GNU Tar档案格式
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typedef struct {
char * Package;
char * FileName;
char * path;
gzFile fp;
int size;
int totalsize;
int expanding;
int mode;
int result;
TarEntry ** NAME;
} TarBall;
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TarBall * tgzOpen(char * Filename,char * mode);
开启一个tarball档，档名为Filename。
mode
"r"：为读取模式。
"w"：为写入模式。
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int tgzLookup(TarBall * tgz);
撷取tarball内档案资讯。
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int tgzClose(TarBall * tgz);
关闭tarball档。
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int tgzExpand(TarBall * tgz);
解开档案。
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int tgzSkip(TarBall * tgz);
跳过下一个档案，不安装。
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int tgzAppend(TarBall * tgz,char *FileName);
新增档案到tarball中，必须要是Write Mode
Linux程式设计-17.SVGALIB
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 15:00:00)
SvgaLib是Linux Console下的VGA驱动函数库。虽然它的品质还是有点低，支援的萤幕卡种类不算太多，但是有许多的游戏及程式都是用它来做开发，可以算是非官方的标准了。如果您准备要在Console下撰写图形功能的程式，目前来说SVGALIB是您唯一的选择。目前使用SVGALIB的程式有许多，中文终端机使用SVGALIB的就有a4c.tty/yact/bcs16。
这里我只讲一些简单的使用方法，如启动vga及mouse的使用。要有效地、高阶的运用，技巧杂很多，例如a4c.tty就另外往上架一层Star Window Manager，来管理一个小型视窗系统。
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vga
vgamouse
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int vga_setmode(int mode);
int vga_hasmode(int mode);
int vga_setpalette(int index, int red, int green, int blue);
int vga_getpalette(int index, int *red, int *green, int *blue);
int vga_setcolor(int color);
int vga_drawpixel(int x, int y);
int vga_drawline(int x1, int y1, int x2, int y2);
int vga_getpixel(int x, int y);
vga_modeinfo *vga_getmodeinfo(int mode);
unsigned char *graph_mem;
unsigned char *vga_getgraphmem(void);
void vga_setpage(int p);
void vga_setreadpage(int p);
void vga_setreadpage(int p);
void vga_setwritepage(int p);
void vga_setdisplaystart(int a);
void vga_waitretrace(void);
int vga_init(void);
int vga_setrgbcolor(int r, int g, int b);
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#define TEXT 0 /* Compatible with VGAlib v1.2 */
#define G320x200x16 1
#define G640x200x16 2
#define G640x350x16 3
#define G640x480x16 4
#define G320x200x256 5
#define G320x240x256 6
#define G320x400x256 7
#define G360x480x256 8
#define G640x480x2 9
#define G640x480x256 10
#define G800x600x256 11
#define G1024x768x256 12
#define G1280x1024x256 13 /* Additional modes. */
#define G320x200x32K 14
#define G320x200x64K 15
#define G320x200x16M 16
#define G640x480x32K 17
#define G640x480x64K 18
#define G640x480x16M 19
#define G800x600x32K 20
#define G800x600x64K 21
#define G800x600x16M 22
#define G1024x768x32K 23
#define G1024x768x64K 24
#define G1024x768x16M 25
#define G1280x1024x32K 26
#define G1280x1024x64K 27
#define G1280x1024x16M 28
#define G800x600x16 29
#define G1024x768x16 30
#define G1280x1024x16 31
#define G720x348x2 32 /* Hercules emulation mode */
#define G320x200x16M32 33 /* 32-bit per pixel modes. */
#define G640x480x16M32 34
#define G800x600x16M32 35
#define G1024x768x16M32 36
#define G1280x1024x16M32 37
/* additional resolutions */
#define G1152x864x16 38
#define G1152x864x256 39
#define G1152x864x32K 40
#define G1152x864x64K 41
#define G1152x864x16M 42
#define G1152x864x16M32 43
#define G1600x1200x16 44
#define G1600x1200x256 45
#define G1600x1200x32K 46
#define G1600x1200x64K 47
#define G1600x1200x16M 48
#define G1600x1200x16M32 49
typedef struct {
int width;
int height;
int bytesperpixel;
int colors;
int linewidth; /* scanline width in bytes */
int maxlogicalwidth; /* maximum logical scanline width */
int startaddressrange; /* changeable bits set */
int maxpixels; /* video memory / bytesperpixel */
int haveblit; /* mask of blit functions available */
int flags; /* other flags */
/* Extended fields: */
int chiptype; /* Chiptype detected */
int memory; /* videomemory in KB */
int linewidth_unit; /* Use only a multiple of this as parameter for set_displaystart */
char *linear_aperture; /* points to mmap secondary mem aperture of car
int aperture_size; /* size of aperture in KB if size>=videomemory.
void (*set_aperture_page) (int page);
/* if aperture_size void *extensions; /* points to copy of eeprom for mach32 */
/* depends from actual driver/chiptype.. etc. */
} vga_modeinfo;
Linux程式设计-18.Dialog (1)前言
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-26 17:04:00)
dialog是个shell scripts用的，事实上当您下载Linux Kernel时，里面有个scripts/lxdialog目录，其实那就是dialog原始码，只是Linux kernel为了避免与原有dialog相突，将名字修改为lxdialog。当您使用"make menuconfig"时，便是在用dialog这套工具。另外，Slackware的安装程式，事实上也是用dialog这套工具来做界面的。
您可以利用shell script来呼叫dialog，也可以利用perl来呼叫它，用以提供较友善的使用者界面。
利用dialog这个工具，您可以在不需要写"艰深"的ncurses的程式的状况下，使用Shell Script，完成很杂的操作界面，大大减少产品开发时间。
Linux程式设计-19.gpm
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-27 12:10:00)
gpm是Linux console下的滑鼠驱动程式，它主要提供文字模式下的滑鼠事件处理。Linux下文字界面的滑鼠几乎都是用gpm来处理。
gpm的文件在gpm原始码的doc目录中，详细的说明可参考该目录中的文件gpm programming guide，此处只提供给您KickStart的一些技巧及一些参考说明。
特别注意到以下的例，需在console下执行，不可在X Window的 Terminal下执行。
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例 : gpm_mouse.c
gpm原始码中有一个mev.c的程式，主要用来测试滑鼠状态。事实上，mev.c是个很好的例，本例便是取自mev.c，经过简化修改而来。
#include
#include
#include
#include
void main(int argc,char **argv)
{
fd_set readset;
Gpm_Event event;
Gpm_Connect conn;
conn.eventMask = ~0;
conn.defaultMask = ~GPM_HARD;
conn.maxMod = 0;
conn.minMod = 0;
if (Gpm_Open(&conn,0)==-1) {
printf("Can not open mouse connection
");
exit(1);
}
while (1) {
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(gpm_fd,&readset);
select(gpm_fd+1,&readset,0,0,0);
if (FD_ISSET(gpm_fd,&readset)) {
if (Gpm_GetEvent(&event)>0) {
printf("mouse: event 0x%02X, at %2i %2i (delta %2i %2i),"
"button %i, modifiers 0x%02X
",
event.type,
event.x,event.y,
event.dx,event.dy,
event.buttons,
event.modifiers
);
}
}
}
while (Gpm_Close());
}
编译
gcc -o gpm_mouse gpm_mouse.c -lgpm
检验结果
mouse: event 0x01, at 15 1 (delta -2 -1),button 0, modifiers 0x00
mouse: event 0x01, at 14 1 (delta -1 0),button 0, modifiers 0x00
mouse: event 0x01, at 13 1 (delta -1 0),button 0, modifiers 0x00
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资料结构
typedef struct Gpm_Connect {
unsigned short eventMask, defaultMask;
unsigned short minMod, maxMod;
int pid;
int vc;
} Gpm_Connect;
enum Gpm_Etype {
GPM_MOVE=1,
GPM_DRAG=2, /* exactly one of the bare ones is active at a time */
GPM_DOWN=4,
GPM_UP= 8,
GPM_SINGLE=16, /* at most one in three is set */
GPM_DOUBLE=32,
GPM_TRIPLE=64, /* WARNING: I depend on the values */
GPM_MFLAG=128, /* motion during click? */
GPM_HARD=256, /* if set in the defaultMask, force an already used event to pass over to another handler */
GPM_ENTER=512, /* enter event, user in Roi's */
GPM_LEAVE=1024 /* leave event, used in Roi's */
};
typedef struct Gpm_Event {
unsigned char buttons, modifiers; /* try to be a multiple of 4 */
unsigned short vc;
short dx, dy, x, y;
enum Gpm_Etype type;
int clicks;
enum Gpm_Margin margin;
} Gpm_Event;
typedef int Gpm_Handler(Gpm_Event *event, void *clientdata);
函数宣告
int Gpm_Open(Gpm_Connect * CONN, int FLAGS);
int Gpm_Close(void);
int Gpm_GetEvent(Gpm_Event * EVENT);
int Gpm_Getc(FILE * fp);
#define Gpm_Getchar() Gpm_Getc(stdin)
int Gpm_Wgetch();
#define Gpm_Getch() (Gpm_Wgetch(NULL))
int Gpm_Repeat (int millisecs);
int Gpm_DrawPointer (int X, int Y, int FD);
int GPM_DRAWPOINTER (Gpm_Event *EPTR;)
int Gpm_FitValuesM (int *X, int *Y, int MARGIN);
int Gpm_FitValues (X,Y);
Gpm_FitEvent (EPTR);
char *Gpm_GetLibVersion (int *where);
char *Gpm_GetServerVersion (int *where);
int Gpm_GetSnapshot (Gpm_Event *ePtr);
Linux程式设计-20.getopt
http://www.openchess.org/noitatsko/programming/ (2001-05-27 13:04:00)
getopt在UNIX下的命令列程式特别好用，特别是在你有许多参数要加入时。一般来说，你可以透过「man 3 getopt」来获得其说明。
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int getopt(int argc, char * const argv[],const char *optstring);
extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;
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例：这个例是从manpage抄出来的，蛮不清处的。我会再找时间写一系列例。
#include
int
main (argc, argv)
int argc;
char **argv;
{
int c;
int digit_optind = 0;
while (1)
{
int this_option_optind = optind ? optind : 1;
int option_index = 0;
static struct option long_options[] =
{
{"add", 1, 0, 0},
{"append", 0, 0, 0},
{"delete", 1, 0, 0},
{"verbose", 0, 0, 0},
{"create", 1, 0, 'c'},
{"file", 1, 0, 0},
{0, 0, 0, 0}
};
c = getopt_long (argc, argv, "abc:d:012",
long_options, &option_index);
if (c == -1)
break;
switch (c)
{
case 0:
printf ("option %s", long_options[option_index].name);
if (optarg)
printf (" with arg %s", optarg);
printf ("
");
break;
case '0':
case '1':
case '2':
if (digit_optind != 0 && digit_optind != this_option_optind)
printf ("digits occur in two different argv-elements.
");
digit_optind = this_option_optind;
printf ("option %c
", c);
break;
case 'a':
printf ("option a
");
break;
case 'b':
printf ("option b
");
break;
case 'c':
printf ("option c with value `%s'
", optarg);
break;
case 'd':
printf ("option d with value `%s'
", optarg);
break;
case '?':
break;
default:
printf ("?? getopt returned character code 0%o ??
", c);
}
}
if (optind < argc)
{
printf ("non-option ARGV-elements: ");
while (optind < argc)
printf ("%s ", argv[optind++]);
printf ("
");
}
exit (0);
}