北京信息科技大学Linux实验报告3

实验三文件子系统——文件操作实验类别:设计型实验时数:2学时开课单位:计算机学院计算机科学与技术系实验地点:健翔校区计算中心一、实验目的通过本实验练习,使学生掌握有关文件管理与文件操作的内容。首先要熟悉在LINUX系统下文件系统的构建方法;其次要熟练掌握在LINUX环境下用C语言进行高级编程的方法(即有关文件操作的系统调用的使用),进而充分了解LINUX文件系统中shell命令的实现原理以及它们用到的系统调用。二、实验环境操作系统:任何Unix/Linux及SunSolaris或windows系列应用系统:gcc编译器。若OS为windows系列,则还需相应的模拟环境三、预备知识1、关于系统调用和库函数C语言支持一系列的库函数的调用,其中最基本的是studio库函数。事实上,库函数只是C语言在较高层次上调用的方式,系统调用是更低层次的与C语言的界面,是内核提供给用户调用的函数。2、LINUX环境下系统调用和库函数的异同(1)C程序使用系统调用的语句和调用库函数的语句形式完全相同,但是二者运行的环境和运行机制截然不同。(2)从运行环境来看,库函数使用依赖于所运行的用户环境,程序调用库函数时,它运行的目标代码是属于程序的,程序处于“用户态”执行;而系统调用的使用不依赖于它运行的用户环境,是LINUX内核提供7的低层服务,系统调用时所执行的代码是属于内核的,程序处于“核心态”执行。(3)程序库函数的调用最终还是要通过LINUX系统调用来实现,库函数一般执行一条指令,该指令(操作系统陷阱operatingsystemtrap)将进程执行方式变为核心态,然后使内核为系统调用执行代码。四、实验内容本实验要求在LINUX/UNIX环境下用C语言编写三个具体的SHELL命令,基本涉及了LINUX/UNIX文件系统中较为常用的有关文件操作的系统调用。内容如下:(1)编程实现copy命令,执行格式:copyfile1file2file3功能:将file1、file2两文件的内容合并拷入file3中,其中间应有30个字节的空洞。程序可能涉及到的系统调用:read(),write(),open(),creat(),close(),lseek()完成后,注意查看文件file3的大小和内容。实验代码：#includesys/types.h#includesys/stat.h#includefcntl.h#includeerrno.h#includestdio.h#includeunistd.hintmain(intargc,charconst*argv[]){intfile1,file2,file3;file1=open(argv[1],O_RDONLY);file2=open(argv[2],O_RDONLY);file3=open(argv[3],O_CREAT|O_RDWR,S_IRWXU);intn;charbuf[1024];while((n=read(file1,buf,1024))0)write(file3,buf,n);lseek(file3,30,SEEK_END);while((n=read(file2,buf,1024))0)write(file3,buf,n);close(file1);close(file2);close(file3);printf(finish\n);return0;}实验截图：(2)编程实现renam(即LINUX下的rename)命令,功能是实现文件的重命名。执行格式:renamfileafileb;其中filea为源文件,fileb为目标文件程序可能涉及到的系统调用:read(),write(),open(),creat(),close(),link(),unlink()实验代码：#includeunistd.h#includestdio.h#includeerrno.hintmain(intargc,char*argv[]){link(argv[1],argv[2]);unlink(argv[1]);printf(finish\n);return0;}实验截图：(3)编程实现:使用symlink()创建当前目录下文件f1的符号链接文件f2,在理解stat结构内容的基础上分别使用stat()和lstat()系统调用显示文件f2的信息(即stat结构的内容),比较两次输出的结果有何异同。8程序可能涉及到的系统调用:open(),close(),stat(),lstat(),symlink()实验代码：#includesys/stat.h#includestdio.h#includestdlib.h#includeunistd.hintmain(intargc,char*argv[]){structstatstate;/*链接*/symlink(argv[1],argv[2]);stat(argv[2],&state);printf(%s的stat大小=%d字节\n,argv[2],(int)state.st_size);lstat(argv[2],&state);printf(%s的lstat大小=%d字节\n,argv[2],(int)state.st_size);return0;}实验截图：五、实验心得通过本次实验掌握有关文件管理与文件操作的内容学会了编写简单的c程序在ubuntu环境下应用学会了用c语言编写实现copy命令,编程实现renam(即LINUX下的rename)命令,编程实现:使用symlink()创建当前目录下文件f1的符号链接文件f2,在理解stat结构内容的基础上分别使用stat()和lstat()系统调用显示文件f2的信息(即stat结构的内容。六、使用系统调用时的注意事项以下列出了几条系统调用和库函数有关出错处理的不同点,更多的内容还需大家通过编程积累。(1)对于studio库中的函数,出错时会返回一个预定义的常量EOF或NULL;许多库函数在出错时常常返回0或–1;有些库函数则返回某种出错代码。(2)系统调用的出错处理比较简单,每个系统调用在出错时都返回–1,在调用成功时返回0(或某些其他具有特定意义的整数值)。LINUX系统调用把出错代码放在一个名为error的外部变量中,在程序中包含头文件error.h,便可以得到error的错误代码。