【linux上机实验】实验八 Linux编程实验

1.使用系统调用对文件进行操作。

编写一个程序，把一个文件的内容复制到另一个文件上，即实现简单的copy功能。要求：只用open()，read()，write()，close()系统调用，程序要求带参数运行，第一个参数是源文件，第二个参数是目标文件。

步骤一：创建file_copy.c文件

vi file_copy.c

步骤二：将下列代码复制进步骤一创建的文件中并保存

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
	// 检查命令行参数是否正确
	if (argc != 3) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s source_file target_file\n", argv[0]);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	int source_fd, target_fd;
	ssize_t bytes_read, bytes_written;
	char buffer[BUF_SIZE];

	// 打开源文件，只读模式
	source_fd = open(argv[1], O_RDONLY);
	if (source_fd == -1) {
		perror("open");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 创建或打开目标文件，可写模式
	target_fd = open(argv[2], O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
	if (target_fd == -1) {
		perror("open");
		close(source_fd);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 逐块读取源文件内容并写入目标文件
	while ((bytes_read = read(source_fd, buffer, BUF_SIZE)) > 0) {
		bytes_written = write(target_fd, buffer, bytes_read);
		if (bytes_written != bytes_read) {
			perror("write");
			close(source_fd);
			close(target_fd);
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
	}

	if (bytes_read == -1) {
		perror("read");
		close(source_fd);
		close(target_fd);
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 关闭文件描述符
	if (close(source_fd) == -1) {
		perror("close");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	if (close(target_fd) == -1) {
		perror("close");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 复制成功后显示提示消息
	printf("文件复制成功！\n");

	return 0;
}

步骤三：使用以下命令编译生成可执行文件：

gcc file_copy.c -o file_copy

步骤四：创建源文件

vi source_file

里面的内容自行写

步骤五：使用以下命令来运行程序进行文件内容的复制：

./file_copy source_file target_file   （第一个参数source_file是源文件，第二个参数target_file是目标文件，第二个目标文件target_file命名可以随便改）

步骤六：查看目标文件里面的内容

2.使用系统调用对进程进行控制。

父进程首先用fork()创建一个子进程，若成功，再创建另一个子进程，之后3个进程并发运行。父进程调用wait(0)等待子进程结束，当两个子进程都结束时，父进程调用exit(0)终止自己。观察父子进程之间的同步过程。

步骤一：创建process_control.c文件

vi process_control.c

步骤二：将下列代码复制进步骤一创建的文件中并保存

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
	pid_t child1, child2;
	int status;

	// 创建第一个子进程
	child1 = fork();
	if (child1 == -1) {
		perror("创建第一个子进程失败");
		exit(EXIT_FAILURE);
	} else if (child1 == 0) {
		// 子进程1
		printf("子进程1：%d，父进程：%d\n", getpid(), getppid());
		sleep(2);
		printf("子进程1：%d 结束\n", getpid());
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}

	// 创建第二个子进程
	child2 = fork();
	if (child2 == -1) {
		perror("创建第二个子进程失败");
		exit(EXIT_FAILURE);
	} else if (child2 == 0) {
		// 子进程2
		printf("子进程2：%d，父进程：%d\n", getpid(), getppid());
		sleep(3);
		printf("子进程2：%d 结束\n", getpid());
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}

	// 等待子进程结束
	waitpid(child1, &status, 0);
	printf("子进程1：%d 已结束\n", child1);
	waitpid(child2, &status, 0);
	printf("子进程2：%d 已结束\n", child2);

	// 父进程终止
	printf("父进程：%d 结束\n", getpid());
	exit(EXIT_SUCCESS);
}

步骤三：使用以下命令编译生成可执行文件：

gcc process_control.c -o process_control

步骤四：然后运行程序

./process_control

你将会观察到父进程创建了两个子进程，并等待子进程结束后再自己结束。
每个子进程打印出其进程ID和父进程ID，然后在一定时间后退出。父进程在子进程结束后打印出子进程ID，并最后退出自己。

注意，在运行程序时，你可能会注意到子进程的输出在父进程的输出之前或之后。这是由于线程间执行顺序的不确定性导致的，因此在不同的运行中可以看到不同的输出顺序。这是正常的行为。

3.使用管道机制进行进程通信。

使用无名管道pipe()，进行父子进程之间的通信。父进程先使用pipe()系统调用打开一个无名管道，之后创建一个子进程，为了正确通信，父进程关闭读通道，子进程关闭写通道。父进程向管道写一句话，子进程从管道读出这句话。完成一次通信后，父子进程分别关闭自己的读写通道，管道文件消失。

步骤一：创建pipe_example.c文件

vi pipe_example.c

步骤二：将下列代码复制进步骤一创建的文件中并保存

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
	int fd[2];
	pid_t pid;
	char buffer[100];

	if (pipe(fd) < 0) {
		perror("pipe");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	pid = fork();

	if (pid < 0) {
		perror("fork");
		exit(EXIT_FAILURE);
	} else if (pid > 0) {
		close(fd[0]);
		printf("父进程写入管道。\n");

		write(fd[1], "你好，子进程!", 22);

		close(fd[1]);
	} else { 
		close(fd[1]); 
		printf("子进程从管道中读取数据。\n");

		read(fd[0], buffer, sizeof(buffer));
		printf("子进程读:%s\n", buffer);

		close(fd[0]);
	}

	return 0;
}

步骤三：使用以下命令编译生成可执行文件：

gcc pipe_example.c -o pipe_example

步骤四：然后运行程序

./pipe_example

完结，撒花！！!