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Sun Solaris 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operating

system trap)

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:copy

file1

file2

file3

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：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char const *argv[])

{

int file1,file2,file3;

file1=open(argv[1],O_RDONLY);

file2=open(argv[2],O_RDONLY);

file3=open(argv[3],O_CREAT|O_RDWR,S_IRWXU);

int n;

char buf[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");

return 0;

}

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:renam

filea

fileb;

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：

#include

#include

#include

int main(int argc,char* argv[])

{

link(argv[1],argv[2]);

unlink(argv[1]);

printf("finish\n");

return 0;

}

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：

#include

#include

#include

#include

int main(int argc,char* argv[])

{

struct stat state;

/*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);

return 0;

}

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。