Linux实验指导 2010

《Linux内核与程序设计》实验指导实验一实验名称：常用命令和vi编辑器的使用一、实验目的1、掌握Linux一般命令格式2、掌握有关文件和目录操作的常用命令3、掌握有关进程操作的常用命令4、熟悉使用man命令5、学习使用vi编辑器的建立、编辑、显示及加工处理文本文件二、实验内容1、熟悉date、cal、who、echo、clear、passwd命令2、在用户主目录下对文件进行操作：复制一个文件、显示文件内容、查找指定内容、排序、文件比较、文件删除等3、对目录进行管理：创建和删除子目录、改变和现实工作目录、列出和更改文件权限、链接文件等4、利用man显示date、echo等命令的手册页5、利用文本插入方式建立一个文件6、对该文件执行删除、复原、修改、替换等操作三、主要实验步骤1、使用简单命令date、cal、who、echo、clear、passwd等,了解linux命令格式2、浏览文件系统:(1)运行pwd命令,确定当前工作目录(2)运行ls –l命令,理解各字段含义(3)运行ls –ai命令,理解各字段含义(4)使用cd命令,将工作目录改为根(/)上,运行ls –l命令,结合书中图2.2,了解个目录的作用(5)直接使用cd,回到哪里了?用pwd验证(6)用mkdir建立一个子目录subdir(7)将工作目录改到subdir3、工作操作（1）验证当前工作目录在subdir（2）运行date>file1,然后运行cat file1,看到什么信息?（3）运行cat subdir,会有什么结果?为什么?（4）利用man命令显示date命令的使用说明4、运行man date>>file1,看到什么?运行cat file1，看到什么？5.文件操作(1)显示file1的前10行，后10行(2)运行cp file file2,然后ls –l,看到什么(3)运行cat f*,结果怎样(4)运行rm file3,然后ls –l,结果如何(5)统计file1文件的行数、字数6.vi编辑器（1）进入vi（2）建立一个文件，如file.c.进入插入方式,输入一个C语言程序的各行内容,故意制造几处错误.最后,将该文件存盘.回到shell状态下.(3)运行gcc file.c –o myfile,编译文件,会发现错误提示.理解其含义(4)重新进入vi,对该文件进行修改.然后存盘,退出vi.重新编译该文件.如果编译通过了,可以用./myfile运行该程序(5)运行man date>file10,然后vi file10。

使用x,dd等命令删除某些文本行。

使用u命令复原此前的情况。

使用c、r、s等命令修改文本内容。

使用检索命令进行给定模式的检索。

实验二实验名称：shell脚本的设计和执行一、实验目的1.了解shell的作用和主要分类2.掌握shell脚本的建立和执行方式3.掌握编写shell脚本的基本语法4.学会编写并执行shell脚本二、实验内容1.历史命令和别名定义2.shell脚本的建立和执行3.shell变量和位置参数、环境变量4.shell特殊字符在脚本中的使用5.一般控制结构的使用6.算数运算和函数的使用三、主要实验步骤1.利用vi编辑器建立一个简单的shell脚本，其中包括date,pwd,ls等常用命令。

然后以至少两种不同的方式执行该脚本（参考书上P84，4.1.3节内容）。

2.运行history命令，查看历史命令环境；3.体会命令补齐功能（参见4.3节内容）；4.编辑并运行书上P91页4.5.2节引号的相关脚本和命令；5.编辑并运行书上P108页例4.9，体会位置参数的相关用法；6.编辑并运行书上P125页，例4.13，体会shell脚本中条件表达式、算数表达式、逻辑运算的使用方法，同时需要注意实验室linux环境与书本中linux版本的不一致；7.编辑并运行书上P130页，例4.15，体会值表方式的for循环与位置参数相结合的使用方法；8.编辑并运行书上P131页，例4.16，体会算数表达式方式的for循环用法；9.编辑并运行书上P134页，例4.19，体会shell脚本中函数的使用；10.自己编写shell脚本，实现以下功能：11.Shell脚本文件名为sq，执行时接受2-10范围内的一个整数作为输入参数，在屏幕上用+号、@号和 &号画出以给定参数为边长的正方形。

12.例如：输入命令$ sq 4并回车，则屏幕上会绘制如下的正方形，（注：其中第2、3行上的&符号之间有两个空格）@+ +@& && &@++@实验报告要求：在实验步骤中写出主要的脚本代码，并且最后要写实验小结实验三实验名称： Linux环境下程序的编译、调试和维护一、实验目的1、掌握gcc编译器在预处理、编译、汇编和连接各个阶段的用法2、掌握gdb调试工具的常用命令二、实验内容1.使用gcc编译器中的预处理选项2.使用gcc编译器中的编译程序选项3.使用gdb调试工具查看源程序和数据4.使用gdb调试工具查看运行时的数据5.使用gdb调试工具控制程序的执行三、实验步骤1.编写并验证书本P180页例题6.12.编写并验证书本P181页例题6.23.编写并验证书本P193页6.2.6应用示例实验四实验名称：Linux环境编程一、实验目的1、理解系统调用和库函数的使用方法和格式2、掌握文件操作相关的系统调用函数的使用和编程3、掌握进程控制相关的系统调用函数的原理、语法和编程应用二、实验内容1.使用文件操作系统调用函数open,read,write进行程序设计2.创建子进程的系统调用fork()设计程序，观察程序的执行结果3.比较子进程等待函数wait和waitpid的异同三、实验步骤1．下列代码说明，如何对普通文件、设备文件，通过系统调用进行读写和打开操作。

其中用到的三个文件：fileexp.c：普通文件/dev/null: 设备文件/tmp/m1.c 普通文件对文件的打开标志：O_CREAT 如果被打开的文件不存在，则创建它O_RDONLY 只读方式打开O_WRONLY 只写方式打开#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>int main(void){int fd1,fd2,fd3,nbytes;char buf[10];if((fd1=open(“fileexp.c",O_RDONLY))<0){ perror("open fileexp.c");exit(EXIT_FAILURE);}if((fd2=open("/dev/null",O_WRONLY))<0){perror("open /dev/null");exit(EXIT_FAILURE);}if((fd3=open("/tmp/m1.c",O_CREAT|O_WRONLY))<0){perror("open /tmp/m1.c");close(fd1);close(fd2);exit(EXIT_FAILURE);}while((nbytes=read(fd1,buf,10))>0){if(write(fd2,buf,10)<0)perror("write /dev/null");if(write(fd3,buf,nbytes)<0)perror(“write /tmp/m1.c");write(STDOUT_FILENO,buf,10);}close(fd1);close(fd2);close(fd3);exit(EXIT_SUCCESS);}2．编辑并运行下列代码，理解fork函数的执行原理int main(){ int i;int pid;pid=fork();if (pid<0) printf(“error”)else if (pid == 0){ for (i = 1; i < 3; i++)printf("This is child process\n");}else{ for (i = 1; i < 3; i++)printf("This is parent process\n");}}3．编辑并执行下列程序，观察并分析程序执行结果int com=0;main(){pid_t pid;pid=fork();if(pid<0)then printf("error");else if(pid==0)then{com=1};else{com=com+1};printf{"com=%d\n",com};}4．编辑并执行下列程序，观察并分析进程ID获取函数的用法#include <unistd.h>#include <sys/types.h>main(){pid_t pid;pid=fork();if(pid<0) printf("fork error!\t");else if(pid==0)printf("child process now! pid=%d ppid=%d\t",getpid(),getppid()); elseprintf("parent process now! pid=%d child_pid=%d\t",getpid(),pid); }5. 编写程序验证书本P213页的例题7.36．编写程序验证PPT中的相关例题，思考运行结果。

实验五实验名称：Linux进程通信的程序设计和实现一、实验目的1、掌握进程通信相关的系统调用的语法格式2、掌握pipe，kill和消息队列函数在父子进程通信时的具体用法3、能够读、写系统调用程序，理解程序的输出结果。

二、实验内容1.在程序设计中使用pipe函数进行基于管道的进程通信2.在程序设计中使用kill函数进行基于信号量的进行通信3.在程序设计中使用消息队列机制实现进行通信三、实验步骤1．参考下列伪码，编辑并执行pipe函数的程序#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>int main(int argc,char **argv){static const char mesg[]="Happy New Year";char buf[BUFSIZ];size_t rcount,wcount;int p_fd[2];size_t n;if(pipe(p_fd)<0){printf(“pipe error”);exit(EXIT_FAILURE);}printf("Read end=fd %d,write end=fd %d\n",p_fd[0],p_fd[1]); n=strlen(mesg);if((wcount=write(p_fd[1],mesg,n))!=n){printf(“write error”);exit(EXIT_FAILURE);}if((rcount=read(p_fd[0],buf,BUFSIZ))!=wcount){printf(“read error”);exit(EXIT_FAILURE);}printf("Read <%s> from pipe\n",buf);close(p_fd[0]);close(p_fd[1]);return 0;}2．在下列伪码中加入头文件，编辑运行，理解kill函数int main(){ pid_t child;int status, retval;if((child=fork())<0) { perror(“fork”); exit(EXIT_FAILURE); }else if (child==0) {printf(“Child’s ID:%d\n”, child);sleep(20);exit(0); }else {if((waitpid(child,&status,WNOHANG))==0){retval=kill(child,SIGKILL);if (retval){perror(“kill”);waitpid(child,&status,0);}else printf(“%d is killed”,child);}}3．编辑并运行书本P218页进程使用消息队列进行通信的例题。