Linux程式設計之三(轉)[@more@]

Linux程式設計-12.目錄操作

(2001-05-26 10:08:00)

Linux下的目錄是依照標準來實作的，因此，您可以毫無問題地移殖到任何其它UNIX平臺。

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getcwd/getwd : 取得目前所在目錄

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#include

char * getcwd(char *buf,size_t size);

buf將會返回目前路徑名稱。

任何的錯誤發生，將會返回NULL。如果路徑長度超過size，errno為ERANGE。getcwd返回的值永遠是沒有symbol link的。

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#include

char *getwd(char *buf);

getwd是個危險的函式，一般都會強烈建議不要用，因為您無法確定最長的目錄長度為多少。PATH_MAX定義了最長的路徑長度。在Linux下所以提供這個函式主要是因為「傳統」。

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chdir/fchdir/chroot : 改變目前所在目錄

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#include

int chdir(const char * pathname);

int fchdir(int fd);

chdir根據pathname變更目前的所在目錄，它只改變該程式的所在目錄。

fchdir根據已開啟的fd(file descriptor)目錄來變更。

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#include

int chroot(const char * path);

chroot改變該程式的根目錄所在。例如chroot("/home/ftp")會將根目錄換到/home/ftp下，而所有檔案操作都不會超出這個圍內。為保障安全性，當chdir("/..")時，將會僅切換到chdir("/")，如此便不會有檔案安全問題。

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mkdir/rmdir : 造/移除目錄

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#include

int mkdir(const char * dirname,mode_t mode);

mkdir會造一個新目錄出來，例如mkdir("/home/foxman",0755);。

如果該目錄或檔案已經存在，則操作失敗。

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#include

int rmdir(char * pathname);

這個函式移除pathname目錄。

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opendir/readdir/closedir/rewinddir : 讀取目錄資訊

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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開啟一個目錄操作DIR，closedir關閉之。

readdir則循序讀取目錄中的資訊，rewinddir則可重新讀取目錄資訊。

以下是個標準例。

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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程式設計-13.記憶體對映mmap

(2001-05-26 11:00:00)

Linux允許將檔案對映到記憶體空間中。如此可以產生一個在檔案資料及記憶體資料一對一的對映，例如字型檔的存取。使用記憶體對映有許多好處：

高速檔案存取。一般的I/O機制通常需要將資料先到緩區中。記憶體對映免去了中間這一層，加速檔案存取速度。

可執行檔可對映到記憶體空間中，使程式動態載入。Linux Dynamic Loading便是如此實作出來的。

新的記憶體可以透過利用/dev/zero來產生全零的檔案。

新的記憶體可以用於執行目的，這對解譯式編譯器非常有用。

可把檔案當成記憶體來用，直接使用指標來操作。

對映的記憶體可當成行程間共享記憶體，該記憶體內容存在檔案中，因此與行程無關。

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頁對齊「Page Alignment」

#include

size_t getpagesize(void);

系統記憶體通常被分割成頁的單位。在Intel及SPARC上，每頁為4096 Bytes(4K)，在Alpha上則為8192 Bytes(8K)。getpagesize返回該系統的頁大小。

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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開啟記憶體對映。

start指定記憶體位置，通常都是用NULL。offset指定檔案要在那裡開始對映，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關閉記憶體對映。

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int msync(const void *start, size_t length, int flags);

如果開啟記憶體對映是希望寫入檔案中，那麼修改過的記憶體會在一段時間內與檔案稍稍有點不同。如果您希望立即將資料寫入檔案中，可使用msync。

start為記憶體開始位置，length為長度。

flags則有三個：

MS_ASYNC : 請Kernel快將資料寫入。

MS_SYNC : 在msync結束返回前，將資料寫入。

MS_INVALIDATE : 讓核心自行決定是否寫入，僅在特殊狀況下使用。

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int mlock(const void *addr, size_t len);

int munlock(const void *addr, size_t len);

鎖住記憶體，僅root有許可權這樣做。

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int mlockall(int flags);

鎖住所有記憶體空間。

MCL_CURRENT : 所有的記憶頁都會被鎖住。

MCL_FUTURE : 所有的新增的記憶頁都會被鎖住。

int munlockall(void);

Linux程式設計-14.動態函式庫

(2001-05-26 12:10:00)

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本節說明Linux下動態函式庫的使用及設計。

大多數大型的UNIX軟體都會將許多個別的部份拆開來設計，通常這些部份被稱為「plugins」或「modules」。它們會用許多方式來結合，如「pipe」、「IPC」或「shared objects」。

Linux下的Dynamic Linking Loader介面標準來自於Solaris。

在Dynamic Linking的操作方式下，所有的函式及資料變數都被稱為「symbol」，要使用時，需要透過dlsym來找出其實際位址。

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所有動態函式載入的函式均宣告在中，共有四個函式。

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()的作用為尋找函式庫檔案，開啟它、並做一些初始化的動作。

filename如果以"/"符號開始，dlopen()將不會搜尋該函式庫的路徑，否則它將會透過以下方式搜尋檔案：

透過LD_LIBRARY_PATH所指定的路徑搜尋

/etc/ld.so.cache所指定的路徑。該檔案是由ldconfig所產生，其設定位於/etc/ld.so.conf。

找尋/usr/lib及/lib兩個內定目錄。

flag有三個：

RTLD_GLOBAL : 在函式庫中的變數內定是不輸出的。指定RTLD_GLOBAL可輸出這些變數。

RTLD_LAZY : 當函式被執行時，才找出所使用的變數對照表。

RTLD_NOW : 當函式被載入時，立刻找出所使用的變數對照表。

RTLD_GLOBAL可與RTLD_LAZY或RTLD_NOW結合，RTLD_LAZY及RTLD_NOW不可同時使用。

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dlerror()返回最近發生的錯誤訊息，如果沒有錯誤發生，那麼將會返回NULL。

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dlsym()載入所指定的函式。

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dlclose()關閉開啟的函式庫。它會檢查一個對照計數，將開啟的函式庫次數數量減一，如果為零，則關閉該函式庫。

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hellodl

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hello.so的設計

Linux程式設計-15.同步I/O多重處理

(2001-05-26 13:04:00)

同步I/O多重處理(Synchronous I/O Multiplexing)

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當我們在同時間需要處理許多I/O時，例如網路伺服器socket，有時候一個一個處理，程式非常難寫，這時候可以利用select來達成。

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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將fd加入fd_set中。

FD_CLR將fd從fd_set中移除。

FD_ISSET檢查fd是否屬於該fd_set。

struct timeval {

int tv_sec;

int tv_usec;

};

Linux程式設計-16.TarBall

(2001-05-26 14:08:00)

我寫了一個targz的函式庫，專門處理檔案安裝的事宜，這個函式庫在我寫的X Corona Package Installer中使用到。它與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檔案格式

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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);

開啟一個tarball檔，檔名為Filename。

mode

"r"：為讀取模式。

"w"：為寫入模式。

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int tgzLookup(TarBall * tgz);

擷取tarball內檔案資訊。

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int tgzClose(TarBall * tgz);

關閉tarball檔。

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int tgzExpand(TarBall * tgz);

解開檔案。

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int tgzSkip(TarBall * tgz);

跳過下一個檔案，不安裝。

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int tgzAppend(TarBall * tgz,char *FileName);

新增檔案到tarball中，必須要是Write Mode

Linux程式設計-17.SVGALIB

(2001-05-26 15:00:00)

SvgaLib 是Linux Console下的VGA驅動函式庫。雖然它的品質還是有點低，支援的螢幕卡種類不算太多，但是有許多的遊戲及程式都是用它來做開發，可以算是非官方的標準了。如果您準備要在Console下撰寫圖形功能的程式，目前來說SVGALIB是您唯一的選擇。目前使用SVGALIB的程式有許多，中文終端機使用 SVGALIB的就有a4c.tty/yact/bcs16。

這裡我只講一些簡單的使用方法，如啟動vga及mouse的使用。要有效地、高階的運用，技巧雜很多，例如a4c.tty就另外往上架一層Star Window Manager，來管理一個小型視窗系統。

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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程式設計-18.Dialog (1)前言

(2001-05-26 17:04:00)

dialog 是個shell scripts用的，事實上當您下載Linux Kernel時，裡面有個scripts/lxdialog目錄，其實那就是dialog原始碼，只是Linux kernel為了避免與原有dialog相突，將名字修改為lxdialog。當您使用"make menuconfig"時，便是在用dialog這套工具。另外，Slackware的安裝程式，事實上也是用dialog這套工具來做介面的。

您可以利用shell script來呼叫dialog，也可以利用perl來呼叫它，用以提供較友善的使用者介面。

利用dialog這個工具，您可以在不需要寫"艱深"的ncurses的程式的狀況下，使用Shell Script，完成很雜的操作介面，大大減少產品開發時間。

Linux程式設計-19.gpm

(2001-05-27 12:10:00)

gpm是Linux console下的滑鼠驅動程式，它主要提供文字模式下的滑鼠事件處理。Linux下文字介面的滑鼠幾乎都是用gpm來處理。

gpm的檔案在gpm原始碼的doc目錄中，詳細的說明可參考該目錄中的檔案gpm programming guide，此處只提供給您KickStart的一些技巧及一些參考說明。

特別注意到以下的例，需在console下執行，不可在X Window的 Terminal下執行。

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例 : gpm_mouse.c

gpm原始碼中有一個mev.c的程式，主要用來測試滑鼠狀態。事實上，mev.c是個很好的例，本例便是取自mev.c，經過簡化修改而來。

#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());

}

編譯

gcc -o gpm_mouse gpm_mouse.c -lgpm

檢驗結果

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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資料結構

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);

函式宣告

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程式設計-20.getopt

(2001-05-27 13:04:00)

getopt在UNIX下的命令列程式特別好用，特別是在你有許多引數要加入時。一般來說，你可以透過「man 3 getopt」來獲得其說明。

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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：這個例是從manpage抄出來的，蠻不清處的。我會再找時間寫一系列例。

#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知識寶庫

Linux程式設計之三(轉)

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