linuxc程序设计pdf
Linux程序设计入门--进程介绍
Linux下进程的创建
前言:
这篇文章是用来介绍在Linux下和进程相关的各个概念.我们将会学到:
进程的概念
进程的身份
进程的创建
守护进程的创建
----------------------------------------
----
1。进程的概念
Linux操作系统是面向多用户的.在同一时间可以有许多用户向操作系统发出各种命
令.那么操作系统是怎么实现多用户的环境呢? 在现代的操作系统里面,都有程序和进程
的概念.那么什么是程序,什么是进程呢? 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,为了区分各个不同的进程,系统给每一个进程分配了一个ID(就象我们的
身份证)以便识别. 为了充分的利用资源,系统还对进程区分了不同的状态.将进程分为新
建,运行,阻塞,就绪和完成五个状态. 新建表示进程正在被创建,运行是进程正在运行,阻
塞是进程正在等待某一个事件发生,就绪是表示系统正在等待CPU来执行命令,而完成表示
进程已经结束了系统正在回收资源. 关于进程五个状态的详细解说我们可以看《操作系
统》上面有详细的解说。
2。进程的标志
上面我们知道了进程都有一个ID,那么我们怎么得到进程的ID呢?系统调用getpid可
以得到进程的ID,而getppid可以得到父进程(创建调用该函数进程的进程)的ID.
#include <unistd>
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
进程是为程序服务的,而程序是为了用户服务的.系统为了找到进程的用户名,还为进程和
用户建立联系.这个用户称为进程的所有者.相应的每一个用户也有一个用户ID.通过系统
调用getuid可以得到进程的所有者的ID.由于进程要用到一些资源,而Linux对系统资源是
进行保护的,为了获取一定资源进程还有一个有效用户ID.这个ID和系统的资源使用有关
,涉及到进程的权限. 通过系统调用geteuid我们可以得到进程的有效用户ID. 和用户ID
相对应进程还有一个组ID和有效组ID系统调用getgid和getegid可以分别得到组ID和有效
组ID
#include <unistd>
#include <sys/types.h>
uid_t getuid(void);
uid_t geteuid(void);
gid_t getgid(void);
git_t getegid(void);
有时候我们还会对用户的其他信息感兴趣(登录名等等),这个时候我们可以调用getpwui
d来得到.
struct passwd {
char *pw_name; /* 登录名称 */
char *pw_passwd; /* 登录口令 */
uid_t pw_uid; /* 用户ID */
gid_t pw_gid; /* 用户组ID */
char *pw_gecos; /* 用户的真名 */
char *pw_dir; /* 用户的目录 */
char *pw_shell; /* 用户的SHELL */
};
#include <pwd.h>
#include <sys/types.h>
struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
下面我们学习一个实例来实践一下上面我们所学习的几个函数:
#include <unistd.h>
#include <pwd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
pid_t my_pid,parent_pid;
uid_t my_uid,my_euid;
gid_t my_gid,my_egid;
struct passwd *my_info;
my_pid=getpid();
parent_pid=getppid();
my_uid=getuid();
my_euid=geteuid();
my_gid=getgid();
my_egid=getegid();
my_info=getpwuid(my_uid);
printf("Process ID:%ld/n",my_pid);
printf("Parent ID:%ld/n",parent_pid);
printf("User ID:%ld/n",my_uid);
printf("Effective User ID:%ld/n",my_euid);
printf("Group ID:%ld/n",my_gid);
printf("Effective Group ID:%ld/n",my_egid):
if(my_info)
{
printf("My Login Name:%s/n" ,my_info->pw_name);
printf("My Password :%s/n" ,my_info->pw_passwd);
printf("My User ID :%ld/n",my_info->pw_uid);
printf("My Group ID :%ld/n",my_info->pw_gid);
printf("My Real Name:%s/n" ,my_info->pw_gecos);
printf("My Home Dir :%s/n", my_info->pw_dir);
printf("My Work Shell:%s/n", my_info->pw_shell);
}
}
3。进程的创建
创建一个进程的系统调用很简单.我们只要调用fork函数就可以了.
#include <unistd.h>
pid_t fork();
当一个进程调用了fork以后,系统会创建一个子进程.这个子进程和父进程不同的地方只
有他的进程ID和父进程ID,其他的都是一样.就象符进程克隆(clone)自己一样.当然创建
两个一模一样的进程是没有意义的.为了区分父进程和子进程,我们必须跟踪fork的返回
值. 当fork掉用失败的时候(内存不足或者是用户的最大进程数已到)fork返回-1,否则f
ork的返回值有重要的作用.对于父进程fork返回子进程的ID,而对于fork子进程返回0.我
们就是根据这个返回值来区分父子进程的. 父进程为什么要创建子进程呢?前面我们已经
说过了Linux是一个多用户操作系统,在同一时间会有许多的用户在争夺系统的资源.有时
进程为了早一点完成任务就创建子进程来争夺资源. 一旦子进程被创建,父子进程一起从
fork处继续执行,相互竞争系统的资源.有时候我们希望子进程继续执行,而父进程阻塞直
到子进程完成任务.这个时候我们可以调用wait或者waitpid系统调用.
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *stat_loc);
pid_t waitpid(pid_t pid,int *stat_loc,int options);
wait系统调用会使父进程阻塞直到一个子进程结束或者是父进程接受到了一个信号.如果
没有父进程没有子进程或者他的子进程已经结束了wait回立即返回.成功时(因一个子进
程结束)wait将返回子进程的ID,否则返回-1,并设置全局变量errno.stat_loc是子进程的
退出状态.子进程调用exit,_exit 或者是return来设置这个值. 为了得到这个值Linux定
义了几个宏来测试这个返回值.
WIFEXITED:判断子进程退出值是非0
WEXITSTATUS:判断子进程的退出值(当子进程退出时非0).
WIFSIGNALED:子进程由于有没有获得的信号而退出.
WTERMSIG:子进程没有获得的信号号(在WIFSIGNALED为真时才有意义).
waitpid等待指定的子进程直到子进程返回.如果pid为正值则等待指定的进程(pid).如果
为0则等待任何一个组ID和调用者的组ID相同的进程.为-1时等同于wait调用.小于-1时等
待任何一个组ID等于pid绝对值的进程. stat_loc和wait的意义一样. options可以决定
父进程的状态.可以取两个值 WNOHANG:父进程立即返回当没有子进程存在时. WUNTACHE
D:当子进程结束时waitpid返回,但是子进程的退出状态不可得到.
父进程创建子进程后,子进程一般要执行不同的程序.为了调用系统程序,我们可以使用系
统调用exec族调用.exec族调用有着5个函数.
#include <unistd.h>
int execl(const char *path,const char *arg,...);
int execlp(const char *file,const char *arg,...);
int execle(const char *path,const char *arg,...);
int execv(const char *path,char *const argv[]);
int execvp(const char *file,char *const argv[]):
exec族调用可以执行给定程序.关于exec族调用的详细解说可以参考系统手册(man exec
l). 下面我们来学习一个实例.注意编译的时候要加 -lm以便连接数学函数库.
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
void main(void)
{
pid_t child;
int status;
printf("This will demostrate how to get child status/n");
if((child=fork())==-1)
{
printf("Fork Error :%s/n",strerror(errno));
exit(1);
}
else if(child==0)
{
int i;
printf("I am the child:%ld/n",getpid());
for(i=0;i<1000000;i++) sin(i);
i=5;
printf("I exit with %d/n",i);
exit(i);
}
while(((child=wait(&status))==-1)&(errno==EINTR));
if(child==-1)
printf("Wait Error:%s/n",strerror(errno));
else if(!status)
printf("Child %ld terminated normally return status is zero/n",
child);
else if(WIFEXITED(status))
printf("Child %ld terminated normally return status is %d/n",
child,WEXITSTATUS(status));
else if(WIFSIGNALED(status))
printf("Child %ld terminated e to signal %d znot caught/n",
child,WTERMSIG(status));
}
strerror函数会返回一个指定的错误号的错误信息的字符串.
4。守护进程的创建
如果你在DOS时代编写过程序,那么你也许知道在DOS下为了编写一个常驻内存的程序
我们要编写多少代码了.相反如果在Linux下编写一个"常驻内存"的程序却是很容易的.我
们只要几行代码就可以做到. 实际上由于Linux是多任务操作系统,我们就是不编写代码
也可以把一个程序放到后台去执行的.我们只要在命令后面加上&符号SHELL就会把我们的
程序放到后台去运行的. 这里我们"开发"一个后台检查邮件的程序.这个程序每个一个指
定的时间回去检查我们的邮箱,如果发现我们有邮件了,会不断的报警(通过机箱上的小喇
叭来发出声音). 后面有这个函数的加强版本加强版本
后台进程的创建思想: 首先父进程创建一个子进程.然后子进程杀死父进程(是不是很无
情?). 信号处理所有的工作由子进程来处理.
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
/* Linux 的默任个人的邮箱地址是 /var/spool/mail/用户的登录名 */
#define MAIL "/var/spool/mail/hoyt"
/* 睡眠10秒钟 */
#define SLEEP_TIME 10
main(void)
{
pid_t child;
if((child=fork())==-1)
{
printf("Fork Error:%s/n",strerror(errno));
exit(1);
}
else if(child>0)
while(1);
if(kill(getppid(),SIGTERM)==-1)
{
printf("Kill Parent Error:%s/n",strerror(errno));
exit(1);
}
{
int mailfd;
while(1)
{
if((mailfd=open(MAIL,O_RDONLY))!=-1)
{
fprintf(stderr,"%s","7");
close(mailfd);
}
sleep(SLEEP_TIME);
}
}
}
你可以在默认的路径下创建你的邮箱文件,然后测试一下这个程序.当然这个程序还有很
多地方要改善的.我们后面会对这个小程序改善的,再看我的改善之前你可以尝试自己改
善一下.比如让用户指定邮相的路径和睡眠时间等等.相信自己可以做到的.动手吧,勇敢
的探险者.
好了进程一节的内容我们就先学到这里了.进程是一个非常重要的概念,许多的程序都会
用子进程.创建一个子进程是每一个程序员的基本要求!
B. 求《LINUXC编程一站式学习》全文免费下载百度网盘资源,谢谢~
《LINUX C编程一站式学习》网络网盘pdf最新全集下载:
链接：https://pan..com/s/1wIgN0sfCc9gjkgPdARtUng
简介：通俗易懂的原理剖析，有非常适合初学者的code，有形象化的展示。本书分为两部分：第一部分讲解编程语言和程序设计的基本思想方法，让读者从概念上认识C语言。
C. 在Linux系统中，如何运行一个C语言程序
1、打开kali linux的终端。创建一个文件并命名为test.c。在终端输入:touch test.c。
D. linux C语言编程,socket实现的即使通讯系统
Socket通信创建步骤：
（1）通过socket()函数创建socket
（2）通过bind函数绑定socket于设备地址
（3）进行读写操作read/recv/recvfrom write/send/sendto
（4）close方法关闭套接字
例子如下：
test1.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
intmain(void)
{
//createsocket
intfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(fd==-1)
{
perror("socket ");
exit(-1);
}
printf("socketfd=%d ",fd);
//buildconnectionaddress
structsockaddr_inaddr;
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(6666);
addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
intr;
r=bind(fd,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if(r==-1)
{
perror("bind");
close(fd);
exit(-1);
}
printf("bindaddresssuccessful! ");
//acceptorsendmessage
charbuf[255];
structsockaddr_infrom;
socklen_tlen;
len=sizeof(from);
while(1)
{
r=recvfrom(fd,buf,sizeof(buf)-1,0,(structsockaddr*)&from,&len);
if(r>0)
{
buf[r]=0;
printf("Themessagefrom%sis:%s ",inet_ntoa(from.sin_addr),buf);
}
else
{
break;
}
}
//closesocket
close(fd);
return0;
}
test2.c
java">#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
intmain(void)
{
//createsocket
intfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(fd==-1)
{
perror("socket");
exit(-1);
}
printf("createsocketOK! ");
//createansendaddress
structsockaddr_inaddr={};
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_port=htons(6666);
addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
//
intr;
charbuf[255];
while(1)
{
r=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
if(r<=0)
break;
sendto(fd,buf,r,0,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr));
}
//closesocket
close(fd);
return0;
}
先运行test1.c，然后运行test2.c，在test2.c运行后输入内容，在test1.c所在终端中就会显示信息
运行结果如下：
E. 《自制编译器》pdf下载在线阅读，求百度网盘云资源
《自制编译器》[日]青木峰郎电子书网盘下载免费在线阅读
链接:
书名：自制编译器
作者名：[日]青木峰郎
豆瓣评分：7.7
出版社：人民邮电出版社
出版年份：2016-6
页数：472
内容介绍：
本书将带领读者从头开始制作一门语言的编译器。笔者特意为本书设计了CЬ语言，CЬ可以说是C语言的子集，实现了包括指针运算等在内的C语言的主要部分。本书所实现的编译器就是C Ь语言的编译器， 是实实在在的编译器，而非有诸多限制的玩具。另外，除编译器之外，本书对以编译器为中心的编程语言的运行环境，即编译器、汇编器、链接器、硬件、运行时环境等都有所提及，介绍了程序运行的所有环节。
作者介绍：
程序员，着有《Ruby程序设计268技（第2版）》《Ruby源代码完全解说》《Linux程序设计》等多部编程相关着作。并积极参与标准库维护、文档维护等各种各样的活动。
F. linux程序设计：堆和栈的区别
一、预备知识—程序的内存分配
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其
操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回
收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的
全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另
一块区域。 - 程序结束后由系统释放。
4、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序
这是一个前辈写的，非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456/0在常量区，p3在栈上。
static int c =0； 全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"
优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1申请方式
stack:
由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空
间
heap:
需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数
如p1 = (char *)malloc(10);
在C++中用new运算符
如p2 = new char[10];
但是注意p1、p2本身是在栈中的。
2.2
申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢
出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，
会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表
中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的
首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。
另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部
分重新放入空闲链表中。
2.3申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意
思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有
的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将
提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储
的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小
受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是
直接在进程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。
2.5堆和栈中的存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可
执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈
的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地
址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。
2.6存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到
edx中，再根据edx读取字符，显然慢了。
2.7小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：
使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就 走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自 由度小。
使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由
G. 《Linux环境编程:从应用到内核》pdf下载在线阅读全文，求百度网盘云资源
《Linux环境编程:从应用到内核》网络网盘pdf最新全集下载:
链接：https://pan..com/s/1IPqpwxE_ZBlsWO0F6NW82g
简介：《LUNIX环境高级编程》(简称APUE)几乎是Linux领域程序员人手必备的一本书，但在掌握和理解APU[的内容后，又该如何继续提高自己的技能，如何更深入地理解Linux环境编程及其背后的工作机制呢?本书将从一个全新的角度带领读者重新进入Linux环境编程，从应用出发，深入内核源码，研究Linux各接口的工作机制和原理，让读者不仅知其然，还知其所以然。作为Linux开发工程师，如果不仅掌握Linux的应用层开发，同时还熟悉Linux的内核源码，那么在Linux环境下设计开发任何产品都将游刀有余，稳定且高效。
本书是Linux技术专家高峰和李彬的合力之作，是两个人多年开发经验的总结和分享，也是市场上**一本将Linux应用态与内核态相结合的技术图书，选择这种写作方式是为了向APUE的作者致敬。本书涵盖了APUE中大部分章节的内容，并针对Linux环境，根据作者多年经验，详细解析了Linux常用接口的使用方法和陷阱。为了让读者更清楚地理解接口的工作原理，对于绝大部分接口，作者都深入仁库或内核源码进行全面分析。希望本书可以帮助读者打通Linux环境的应用和内核两条脉络，使两条线融会贯通，进一步提高开发水平。