Linux程式设计之三

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

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

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

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

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_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

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);

} (linux知识宝库)