Linux程式設計之四(轉)[@more@]

Linux程式設計-23.共享記憶體(Shared Memory)

(2001-05-27 14:08:00)

共享記憶體是指同一塊記憶體區段被一個以上的行程所分享。這是我們所知速度最快的行程間通訊方式。使用共享記憶體在使用多CPU的機器上，會使機器發揮較佳的效能。

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#include

int shmget(key_t key, int size, int shmflg);

char *shmat ( int shmid, char *shmaddr, int shmflg )

int shmdt ( char *shmaddr)

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

struct shmid_ds {

struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms */

int shm_segsz; /* size of segment (bytes) */

time_t shm_atime; /* last attach time */

time_t shm_dtime; /* last detach time */

time_t shm_ctime; /* last change time */

unsigned short shm_cpid; /* pid of creator */

unsigned short shm_lpid; /* pid of last operator */

short shm_nattch; /* no. of current attaches */

/* the following are private */

unsigned short shm_npages; /* size of segment (pages) */

unsigned long *shm_pages; /* array of ptrs to frames -> SHMMAX */

struct vm_area_struct *attaches; /* descriptors for attaches */

};

shm_perm

This is an instance of the ipc_perm structure, which is defined for us in

linux/ipc.h. This holds the permission information for the segment,

including the access permissions, and information about the creator of the

segment (uid, etc).

shm_segsz

Size of the segment (measured in bytes).

shm_atime

Time the last process attached the segment.

shm_dtime

Time the last process detached the segment.

shm_ctime

Time of the last change to this structure (mode change, etc).

shm_cpid

The PID of the creating process.

shm_lpid

The PID of the last process to operate on the segment.

shm_nattch

Number of processes currently attached to the segment.

() 進入【UNIX論壇】

Linux程式設計-24.Semaphores

(2001-05-27 15:00:00)

semget

semop

semctl

Linux程式設計-25.Message Queues

(2001-05-27 16:10:00)

msgget

msgsnd

msgctl () 進入【UNIX論壇】

Linux程式設計-26.PIPE

(2001-05-27 17:04:00)

a pipe is a method of connecting the standard output of one process to the standard input of another.

They are half-duplex. Data flows only in one direction.

They can be used only between processes that have a common ancestor. Normally a pipe is created by a process, that process calls fork, and the pipe is used between the parent and child. () 進入【UNIX論壇】

Linux程式設計-27.GNU Debugger

(2001-05-27 18:08:01)

gdb/xxgdb

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啟動方式

你可以單獨啟動gdb，不過一般來說，啟動方式都會帶一兩個引數。

「gdb program」：指定要除錯的程式。

「gdb program core」：指定要除錯的程式及其coredump檔。

「gdb program pid」：指定要除錯的程式及目前其正在執行的process id。

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命令說明

attach pid

at pid

接上一個已經在執行的行程pid。這會使pid暫停，中斷任何sleep及可中斷的可系統呼叫。

backtrace, bt, where, w

顯示追蹤堆疊。

break [filename:]function | line | address

b [filename:]function | line | address

設定中斷點。您可以指定函式名稱、行數、甚至記憶體位址。

c

中斷點後，繼續執行程式。

clear [filename:]function | line | address

清除中斷點。

condition breakid expression

根據中斷點號碼來設定中斷狀況。

delete breakid

清除中斷點breakid。

detach pid

解除目前接上的行程。

display expression

每次中斷時，顯示expression的值。

help [name]

輔助說明

jump address

跳到指定的位址，並開始執行。

list (address)

l (address)

列出位置附近的10行。

next, n

執行到下一行。

nexti

執行下一個處理器指令。

print expression

p expression

列出詳細的expression值。

run, r

從頭開始執行目前程式。

set expression

設定引數值。

step, s

執行一個程式指令。

stepi

執行一個處理器指令，遇到函式時，追蹤進去。

undisplay

取消display。沒有引數的話，取消全部。

whatis

顯示expression的資料型態。

quit

離開。

x

與print類似，不過僅顯示位址內容的簡約格式。

Linux程式設計-28.GNU Make

(2001-05-27 19:00:00)

dependency, target, rule

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變數(Variable)

OBJS =

OBJS :=

OBJS +=

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字尾法則(Suffix Rules)

Linux程式設計-29.時間處理

(2001-05-27 20:10:01)

UNIX及Linux的時間系統是由「新紀元時間」Epoch開始計算起，單位為秒，Epoch則是指定為1970年一月一日凌晨零點零分零秒，格林威治時間。

目前大部份的UNIX系統都是用32位元來記錄時間，正值表示為1970以後，負值則表示1970年以前。我們可以很簡單地計算出其時間領域：

2^31/86400(s) = 24855.13481(天) ~ 68.0958(年)

1970+68.0958 = 2038.0958

1970-68.0958 = 1901.9042

時間領域為[1901.9042,2038.0958]。

準確的時間為2038年一月十八日星期一晚上十點十四分七秒。那一刻，時間將會轉為負數，變成1901年十二月十三日黑色星期五下午三點四十五分五十二秒，然後Jason就會跑出來用斧頭砸掉您的電腦。

這就是所謂的UNIX 2038 BUG，或者您也可戲稱為Jason hatchet bug。在大部份的UNIX上，並沒有所謂Y2K問題，不過都有2038年問題。

在一些64位元的平臺上，例如Digital Alpha、SGI、Sparc等等，則用64位元來表示時間。

2^63/86400 ~ 1E14(天) ~ 2.92E11(年)

大約是292億年。

因此，使用64位元的電腦可能會有Armageddon bug的問題。屆時位於獵戶座旋臂的太陽，已經是黑矮星或暗黑物質，獵戶座旋臂大概也已經被重力波震斷，銀河系大概則已經變成小型似星體了。

雖然許多人認為UNIX的2038年問題會隨著科技的進步，而將電腦逐步汰換成64位元電腦，因此無須擔心。但我個人相信，在2038年，依然會有許多狀況出現。因為，就事實而言，目前許多UNIX系統都有足夠的能力服役到2038年而毫無問題。因此，如果有意添購電腦主機，而且有預期會使用到那個時候，最好是選購64位元電腦，確認只有世界末日問題（除非您想要把資料流傳給下一個宇宙，那就要另當別論了）。

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取得目前時間

在所有的UNIX下，都有個time()的函式

#include

time_t time(time_t *t);

這個函式會傳回從epoch開始計算起的秒數，如果t是non-null，它將會把時間值填入t中。

對某些需要較高精準度的需求，Linux提供了gettimeofday()。

#include

int gettimeofday(struct timeval * tv,struct timezone *tz);

int settimeofday(const struct timeval * tv,const struct timezone *tz);

struct timeval {

int tv_sec;

int tv_usec;

};

其中tv_sec是由凌晨開始算起的秒數，tv_usec則是微秒(10E-6 second)。

struct timezone {

int tv_minuteswest;

int tv_dsttime;

};

tv_minuteswest是格林威治時間往西方的時差，tv_dsttime則是時間的修正方式。

在Linux下timezone的使用已經廢除而不再使用。因為有許多地區都有日光節約時間，日光節約時間的使用與否，往往與無可預測的政治因素相關，沒有簡單的方法來實作這項設計。

在sys/time.h中，有三個有用的巨集用於操作timeval：

#define timerisset(tvp) ((tvp)->tv_sec || (tvp)->tv_usec)

#define timercmp(tvp, uvp, cmp)

((tvp)->tv_sec cmp (uvp)->tv_sec ||

(tvp)->tv_sec == (uvp)->tv_sec &&

(tvp)->tv_usec cmp (uvp)->tv_usec)

#define timerclear(tvp) ((tvp)->tv_sec = (tvp)->tv_usec = 0)

timerisset檢查tvp是否有被設定值進去，timercmp比較時間，timerclear設tvp為零。

cmp為比較操作子如">"、"

在POSIX.1b的即時處理標準中允許較高的時間解析度。

struct timespec

{

long int tv_sec;

long int tv_nsec;

};

tv_nsec是nano second(10E-9 second)。

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時間表述

電腦使用秒及epoch來表示其時間，但對人腦來說實在太殘忍一點，大概沒有人可以用人腦來計算。因此，UNIX下提供了其它兩種基本方式來表述時間，struct tm及文字格式時間。

struct tm

{

int tm_sec;

int tm_min;

int tm_hour;

int tm_mday;

int tm_mon;

int tm_year;

int tm_wday;

int tm_yday;

int tm_isdst;

};

tm_sec表「秒」數，在[0,61]之間，多出來的兩秒是用來處理跳秒問題用的。

tm_min表「分」數，在[0,59]之間。

tm_hour表「時」數，在[0,23]之間。

tm_mday表「本月第幾日」，在[1,31]之間。

tm_mon表「本年第幾月」，在[0,11]之間。

tm_year要加1900表示那一年。

tm_wday表「本第幾日」，在[0,6]之間。

tm_yday表「本年第幾日」，在[0,365]之間，閏年有366日。

tm_isdst表是否為「日光節約時間」。

struct tm格式時間函式

struct tm * gmtime(const time_t * t);

轉換成格林威治時間。有時稱為GMT或UTC。

struct tm * localtime(const time_t *t);

轉換成本地時間。它可以透過修改TZ環境變數來在一臺機器中，不同使用者表示不同時間。

time_t mktime(struct tm *tp);

轉換tm成為time_t格式，使用本地時間。

tme_t timegm(strut tm *tp);

轉換tm成為time_t格式，使用UTC時間。

double difftime(time_t t2,time_t t1);

計算秒差。

文字時間格式函式

char * asctime(struct tm *tp);

char * ctime(struct tm *tp);

這兩個函式都轉換時間格式為標準UNIX時間格式。

Mon May 3 08:23:35 1999

ctime一率使用當地時間，asctime則用tm結構內的timezone資訊來表示。

size_t strftime(char *str,size_t max,char *fmt,struct tm *tp);

strftime有點像sprintf，其格式由fmt來指定。

%a : 本第幾天名稱，縮寫。

%A : 本第幾天名稱，全稱。

%b : 月份名稱，縮寫。

%B : 月份名稱，全稱。

%c : 與ctime/asctime格式相同。

%d : 本月第幾日名稱，由零算起。

%H : 當天第幾個小時，24小時制，由零算起。

%I : 當天第幾個小時，12小時制，由零算起。

%j : 當年第幾天，由零算起。

%m : 當年第幾月，由零算起。

%M : 該小時的第幾分，由零算起。

%p : AM或PM。

%S : 該分鐘的第幾秒，由零算起。

%U : 當年第幾，由第一個日開始計算。

%W : 當年第幾，由第一個一開始計算。

%w : 當第幾日，由零算起。

%x : 當地日期。

%X : 當地時間。

%y : 兩位數的年份。

%Y : 四位數的年份。

%Z : 時區名稱的縮寫。

%% : %符號。

char * strptime(char *s,char *fmt,struct tm *tp);

如同scanf一樣，解譯字串成為tm格式。

%h : 與%b及%B同。

%c : 讀取%x及%X格式。

%C : 讀取%C格式。

%e : 與%d同。

%D : 讀取%m/%d/%y格式。

%k : 與%H同。

%l : 與%I同。

%r : 讀取"%I:%M:%S %p"格式。

%R : 讀取"%H:%M"格式。

%T : 讀取"%H:%M:%S"格式。

%y : 讀取兩位數年份。

%Y : 讀取四位數年份。

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進入「冬眠狀態」：Sleeping

unsigned int sleep(unsigned int seconds);

sleep()會使目前程式陷入「冬眠」seconds秒，除非收到「不可抵」的訊號。

如果sleep()沒睡飽，它將會返回還需要補眠的時間，否則一般返回零。

void usleep(unsigned long usec);

usleep與sleep()類同，不同之處在於秒的單位為10E-6秒。

int select(0,NULL,NULL,NULL,struct timeval *tv);

可以利用select的實作sleep()的功能，它將不會等待任何事件發生。

int nanosleep(struct timespec *req,struct timespec *rem);

nanosleep會沉睡req所指定的時間，若rem為non-null，而且沒睡飽，將會把要補眠的時間放在rem上。

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定時鬧鐘：Interval Timers

定時鬧鐘一但啟動後，會定期送訊號給行程，讀者最好要解一下signal的處理。

struct itimerval {

struct timeval * it_interval;

struct timeval * it_value;

};

unsigned int alarm(unsigned int seconds);

alarm()會在seconds時，送出SIGALRM訊號，這不是「定期」的。

int getitimer(int which,struct itimerval *val);

讀取which指定的Timer目前狀態。

int setitimer(int which,struct itimerval *val,struct itimerval *old);

設定which指定的Timer目前狀態。

每個行程都有三個定期鬧鐘（which引數）：

ITIMER_REAL :

以系統真實的時間來計算，它送出SIGALRM訊號。

ITIMER_VIRTUAL :

以該行程真正有執行的時間來計算，它送出SIGVTALRM訊號。

ITIMER_PROF :

以行程真正有執行及在核心中所費的時間來計算，它送出SIGPROF訊號。

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人類的極限：由於太空充斥各種輻射線，太空飛行會無可避免地，造成太空人每年約1%的腦細胞壞死，在他完成任務之前，已經變成白了。因此，人類無法長期進行太空探險。

解決方式：派道家煉氣士出太空任務。

Linux程式設計-30.使用者資訊管理(pwd)

(2001-05-27 21:04:00)

pwd.h

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要存取使用者帳號資訊，可以使用pwd.h來取用/etc/passwd內的資訊。

POSIX.1中把/etc/passwd稱為user database file.

在POSIX.1中其實僅定義了五個欄位，不過在SVR4及4.3+BSD中，都支援七個欄位。

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struct passwd

{

char * pw_name; /* Username, POSIX.1 */

char * pw_passwd; /* Password */

__uid_t pw_uid; /* User ID, POSIX.1 */

__gid_t pw_gid; /* Group ID, POSIX.1 */

char * pw_gecos; /* Real Name or Comment field */

char * pw_dir; /* Home directory, POSIX.1 */

char * pw_shell; /* Shell Program, POSIX.1 */

};

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當您需要取得有關某個使用者的資訊時，大致上有以下幾個函式可以使用：

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struct passwd * getpwuid(uid_t uid);

當您知道使用者的uid(user id)時，可以透過getpwuid來得知所有關於該使用者的相關資訊。

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struct passwd * getpwnam(char * name);

當您知道使用者名稱時，可以透過getpwnam來得知所有關於該使用者的相關資訊。

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int getpw(uid_t uid, char *buf);

當您僅需要取得使用者的密碼進行比對時，可以使用getpw。

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另外，有存取一系列使用者資訊的方法。

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FILE * pwdopen(void);

開啟password檔案。

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struct passwd * pwdread(FILE * stream,struct passwd *p);

讀取一個使用者資訊進來，填到p中，返回p為成功，NULL為失敗。

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void setpwent(void);

將讀取資料流重設到起點。

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void endpwent(void);

關閉password檔案資料流。

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struct passwd * getpwent(void);

讀取一個使用者資訊進來，有必要的話，則將進行開檔動作。

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struct passwd * fgetpwent(FILE * stream);

從檔案中讀取一個使用者資訊進來。

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int putpwent(struct passwd *p,FILE *f);

將一個使用者資訊寫入檔案中。

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struct passwd * pwdalloc(void);

配置一個記憶體區塊給passwd用。

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Linux程式設計-31.工作群資訊管理(grp)

(2001-05-27 22:08:00)

grp.h

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struct group

{

char * gr_name;

char * gr_passwd;

gid_t gr_gid;

char ** gr_mem;

};

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FILE * grpopen(void);

開啟/etc/group檔。

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struct group * grpread(FILE *stream,struct group *grp);

讀取一個group資訊。

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struct group * grpalloc(void);

配置group記憶體。

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void setgrent(void);

將group檔資料流設定到開始處。

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void endgrent(void);

關閉group檔。

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struct group * getgrent(void);

讀取一項group資訊。

--------------------------------------------------------------------------------

struct group * fgetgrent(FILE * stream);

從檔案中讀取一項group資訊。

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struct group * getgrgid(gid_t gid);

根據gid讀取group資訊。

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struct group * getgrnam(char *name);

根據group name讀取group資訊。

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int setgroups(size_t n,const gid_t * groups);

???

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int initgroups(const char *user,gid_t group);

???

--------------------------------------------------------------------------------

struct group * grpscan(...);

??? (linux知識寶庫

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