2011年7月8日金曜日

Linux下C语言编程--文件的操作

Linux下C语言编程--文件的操作

前言:
我们在这一节将要讨论linux下文件操作的各个函数.
1.文件的创建和读写
2.文件的各个属性
3.目录文件的操作
4.管道文件

--------------------------------------------------------------------------------
1。文件的创建和读写
我假设你已经知道了标准级的文件操作的各个函数(fopen,fread,fwrite等等).当然如果你不清楚的话也不要着急.我们讨论的系统级的文件操作实际上是为标准级文件操作服务的.
当我们需要打开一个文件进行读写操作的时候,我们可以使用系统调用函数open.使用完成以后我们调用另外一个close函数进行关闭操作.
#include
#include
#include
#include

int open(const char *pathname,int flags);
int open(const char *pathname,int flags,mode_t mode);

int close(int fd);

open函数有两个形式.其中pathname是我们要打开的文件名(包含路径名称,缺省是认为在当前路径下面).flags可以去下面的一个值或者是几个值的组合.
O_RDONLY:以只读的方式打开文件.
O_WRONLY:以只写的方式打开文件.
O_RDWR:以读写的方式打开文件.
O_APPEND:以追加的方式打开文件.
O_CREAT:创建一个文件.
O_EXEC:如果使用了O_CREAT而且文件已经存在,就会发生一个错误.
O_NOBLOCK:以非阻塞的方式打开一个文件.
O_TRUNC:如果文件已经存在,则删除文件的内容.
前面三个标志只能使用任意的一个.如果使用了O_CREATE标志,那么我们要使用open的第二种形式.还要指定mode标志,用来表示文件的访问权限.mode可以是以下情况的组合.
-----------------------------------------------------------------
S_IRUSR 用户可以读
S_IWUSR 用户可以写
S_IXUSR 用户可以执行
S_IRWXU 用户可以读写执行
-----------------------------------------------------------------
S_IRGRP 组可以读
S_IWGRP 组可以写
S_IXGRP 组可以执行
S_IRWXG 组可以读写执行
-----------------------------------------------------------------
S_IROTH 其他人可以读
S_IWOTH 其他人可以写
S_IXOTH 其他人可以执行
S_IRWXO 其他人可以读写执行
-----------------------------------------------------------------
S_ISUID 设置用户执行ID
S_ISGID 设置组的执行ID
-----------------------------------------------------------------
我们也可以用数字来代表各个位的标志.Linux总共用5个数字来表示文件的各种权限.
00000.第一位表示设置用户ID.第二位表示设置组ID,第三位表示用户自己的权限位,第四位表示组的权限,最后一位表示其他人的权限.
每个数字可以取1(执行权限),2(写权限),4(读权限),0(什么也没有)或者是这几个值的和.
比如我们要创建一个用户读写执行,组没有权限,其他人读执行的文件.
设置用户ID位那么我们可以使用的模式是--1(设置用户ID)0(组没有设置)7(1+2+4)0(没有权限,使用缺省)5(1+4)即10705:
open("temp",O_CREAT,10705);
如果我们打开文件成功,open会返回一个文件描述符.我们以后对文件的所有操作就可以对这个文件描述符进行操作了.
当我们操作完成以后,我们要关闭文件了,只要调用close就可以了,其中fd是我们要关闭的文件描述符.
文件打开了以后,我们就要对文件进行读写了.我们可以调用函数read和write进行文件的读写.
#include

ssize_t read(int fd, void *buffer,size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buffer,size_t count);

fd是我们要进行读写操作的文件描述符,buffer是我们要写入文件内容或读出文件内容的内存地址.count是我们要读写的字节数.
对于普通的文件read从指定的文件(fd)中读取count字节到buffer缓冲区中(记住我们必须提供一个足够大的缓冲区),同时返回count.
如果read读到了文件的结尾或者被一个信号所中断,返回值会小于count.如果是由信号中断引起返回,而且没有返回数据,
read会返回-1,且设置errno为EINTR.当程序读到了文件结尾的时候,read会返回0.
write从buffer中写count字节到文件fd中,成功时返回实际所写的字节数.
下面我们学习一个实例,这个实例用来拷贝文件.

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc,char **argv)
{

int from_fd,to_fd;
int bytes_read,bytes_write;
char buffer[BUFFER_SIZE];
char *ptr;

if(argc!=3)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s fromfile tofile\n\a",argv[0]);
exit(1);
}

/* 打开源文件 */

if((from_fd=open(argv[1],O_RDONLY))==-1)
{
fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n",argv[1],strerror(errno));
exit(1);
}

/* 创建目的文件 */

if((to_fd=open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)
{
fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n",argv[2],strerror(errno));
exit(1);
}

/* 以下代码是一个经典的拷贝文件的代码 */

while(bytes_read=read(from_fd,buffer,BUFFER_SIZE))
{
if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR)) break;
else if(bytes_read>0)
{
ptr=buffer;
while(bytes_write=write(to_fd,ptr,bytes_read))
{
if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))break;
/* 写完了所有读的字节 */
else if(bytes_write==bytes_read) break;
/* 只写了一部分,继续写 */
else if(bytes_write>0){
ptr+=bytes_write;
bytes_read-=bytes_write;
}
}
if(bytes_write==-1)break;
}
}
close(from_fd);
close(to_fd);
exit(0);
}

2。文件的各个属性
文件具有各种各样的属性,除了我们上面所知道的文件权限以外,文件还有创建时间,大小等等属性.
有时侯我们要判断文件是否可以进行某种操作(读,写等等).这个时候我们可以使用access函数.
#include

int access(const char *pathname,int mode);

pathname:是文件名称,mode是我们要判断的属性.可以取以下值或者是他们的组合.
R_OK文件可以读,W_OK文件可以写,X_OK文件可以执行,F_OK文件存在.
当我们测试成功时,函数返回0,否则如果有一个条件不符时,返回-1.
如果我们要获得文件的其他属性,我们可以使用函数stat或者fstat.
#include
#include

int stat(const char *file_name,struct stat *buf);
int fstat(int filedes,struct stat *buf);

struct stat {
dev_t st_dev; /* 设备 */
ino_t st_ino; /* 节点 */
mode_t st_mode; /* 模式 */
nlink_t st_nlink; /* 硬连接 */
uid_t st_uid; /* 用户ID */
gid_t st_gid; /* 组ID */
dev_t st_rdev; /* 设备类型 */
off_t st_off; /* 文件字节数 */
unsigned long st_blksize; /* 块大小 */
unsigned long st_blocks; /* 块数 */
time_t st_atime; /* 最后一次访问时间 */
time_t st_mtime; /* 最后一次修改时间 */
time_t st_ctime; /* 最后一次改变时间(指属性) */
};

stat用来判断没有打开的文件,而fstat用来判断打开的文件.我们使用最多的属性是st_mode.通过着属性我们可以判断给定的文件是一个普通文件还是一个目录,连接等等.
可以使用下面几个宏来判断.
S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接.
S_ISREG是否是一个常规文件.
S_ISDIR是否是一个目录
S_ISCHR是否是一个字符设备.
S_ISBLK是否是一个块设备
S_ISFIFO是否 是一个FIFO文件.
S_ISSOCK是否是一个SOCKET文件.
我们会在下面说明如何使用这几个宏的.
3。目录文件的操作
在我们编写程序的时候,有时候会要得到我们当前的工作路径。C库函数提供了getcwd来解决这个问题。

#include
char *getcwd(char *buffer,size_t size);
我们提供一个size大小的buffer,getcwd会把我们当前的路径考到buffer中.如果buffer太小,函数会返回-1和一个错误号.
Linux提供了大量的目录操作函数,我们学习几个比较简单和常用的函数.
#include
#include
#include
#include
#include

int mkdir(const char *path,mode_t mode);
DIR *opendir(const char *path);
struct dirent *readdir(DIR *dir);
void rewinddir(DIR *dir);
off_t telldir(DIR *dir);
void seekdir(DIR *dir,off_t off);
int closedir(DIR *dir);

struct dirent {
long d_ino;
off_t d_off;
unsigned short d_reclen;
char d_name[NAME_MAX+1]; /* 文件名称 */

mkdir很容易就是我们创建一个目录,
opendir打开一个目录为以后读做准备.
readdir读一个打开的目录.
rewinddir是用来重读目录的和我们学的rewind函数一样.
closedir是关闭一个目录.
telldir和seekdir类似与ftee和fseek函数.
下面我们开发一个小程序,这个程序有一个参数.如果这个参数是一个文件名,我们输出这个文件的大小和最后修改的时间,如果是一个目录我们输出这个目录下所有文件的大小和修改时间.

static int get_file_size_time(const char *filename)
{
struct stat statbuf;

if(stat(filename,&statbuf)==-1)
{
printf("Get stat on %s Error:%s\n",
filename,strerror(errno));
return(-1);
}

if(S_ISDIR(statbuf.st_mode))return(1);
if(S_ISREG(statbuf.st_mode))
printf("%s size:%ld bytes\tmodified at %s",
filename,statbuf.st_size,ctime(&statbuf.st_mtime));
return(0);
 }

int main(int argc,char **argv)
{
DIR *dirp;
struct dirent *direntp;
int stats;

if(argc!=2)
{
printf("Usage:%s filename\n\a",argv[0]);
exit(1);
}

if(((stats=get_file_size_time(argv[1]))==0)||(stats==-1))exit(1);

if((dirp=opendir(argv[1]))==NULL)
{
printf("Open Directory %s Error:%s\n",
argv[1],strerror(errno));
exit(1);
}

while((direntp=readdir(dirp))!=NULL)
if(get_file_size_time(direntp- closedir(dirp);
exit(1);
}

4。管道文件
Linux提供了许多的过滤和重定向程序,比如more cat
等等.还提供了< > | <<等等重定向操作符.在这些过滤和重 定向程序当中,都用到了管道这种特殊的文件.系统调用pipe可以创建一个管道.
#include

int pipe(int fildes[2]);

pipe调用可以创建一个管道(通信缓冲区).当调用成功时,我们可以访问文件描述符fildes[0],fildes[1].其中fildes[0]是用来读的文件描述符,而fildes[1]是用来写的文件描述符.
在实际使用中我们是通过创建一个子进程,然后一个进程写,一个进程读来使用的.
关于进程通信的详细情况请查看进程通信

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUFFER 255

int main(int argc,char **argv)
{
char buffer[BUFFER+1];
int fd[2];

if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s string\n\a",argv[0]);
exit(1);
}

if(pipe(fd)!=0)
{
fprintf(stderr,"Pipe Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
if(fork()==0)
{
close(fd[0]);
printf("Child[%d] Write to pipe\n\a",getpid());
snprintf(buffer,BUFFER,"%s",argv[1]);
write(fd[1],buffer,strlen(buffer));
printf("Child[%d] Quit\n\a",getpid());
exit(0);
}
else
{
close(fd[1]);
printf("Parent[%d] Read from pipe\n\a",getpid());
memset(buffer,'\0',BUFFER+1);
read(fd[0],buffer,BUFFER);
printf("Parent[%d] Read:%s\n",getpid(),buffer);
exit(1);
}
}

为了实现重定向操作,我们需要调用另外一个函数dup2.
#include

int dup2(int oldfd,int newfd);

dup2将用oldfd文件描述符来代替newfd文件描述符,同时关闭newfd文件描述符.也就是说,
所有向newfd操作都转到oldfd上面.下面我们学习一个例子,这个例子将标准输出重定向到一个文件.

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc,char **argv)
{
int fd;
char buffer[BUFFER_SIZE];

if(argc!=2)
{
fprintf(stderr,"Usage:%s outfilename\n\a",argv[0]);
exit(1);
}

if((fd=open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR))==-1)
{
fprintf(stderr,"Open %s Error:%s\n\a",argv[1],strerror(errno));
exit(1);
}

if(dup2(fd,STDOUT_FILENO)==-1)
{
fprintf(stderr,"Redirect Standard Out Error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}

fprintf(stderr,"Now,please input string");
fprintf(stderr,"(To quit use CTRL+D)\n");
while(1)
{
fgets(buffer,BUFFER_SIZE,stdin);
if(feof(stdin))break;
write(STDOUT_FILENO,buffer,strlen(buffer));
}
exit(0);
}

好了,文件一章我们就暂时先讨论到这里,学习好了文件的操作我们其实已经可以写出一些比较有用的程序了.我们可以编写一个实现例如dir,mkdir,cp,mv等等常用的文件操作命令了.
想不想自己写几个试一试呢?

stdint.h 文件 int8_t uint8_t int16_t uint16_t

按照posix标准,一般整型对应的*_t类型为:
1字节 uint8_t
2字节 uint16_t
4字节 uint32_t
8字节 uint64_t


/*
* ISO C99: 7.18 Integer types
*/

#ifndef _STDINT_H
#define _STDINT_H 1

#include
#include
#include

/* Exact integral types. */

/* Signed. */

/* There is some amount of overlap with as known by inet code */
#ifndef __int8_t_defined
# define __int8_t_defined
typedef signed char int8_t;
typedef short int int16_t;
typedef int int32_t;
# if __WORDSIZE == 64
typedef long int int64_t;
# else
__extension__
typedef long long int int64_t;
# endif
#endif

/* Unsigned. */
typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned short int uint16_t;
#ifndef __uint32_t_defined
typedef unsigned int uint32_t;
# define __uint32_t_defined
#endif
#if __WORDSIZE == 64
typedef unsigned long int uint64_t;
#else
__extension__
typedef unsigned long long int uint64_t;
#endif


/* Small types. */

/* Signed. */
typedef signed char int_least8_t;
typedef short int int_least16_t;
typedef int int_least32_t;
#if __WORDSIZE == 64
typedef long int int_least64_t;
#else
__extension__
typedef long long int int_least64_t;
#endif

/* Unsigned. */
typedef unsigned char uint_least8_t;
typedef unsigned short int uint_least16_t;
typedef unsigned int uint_least32_t;
#if __WORDSIZE == 64
typedef unsigned long int uint_least64_t;
#else
__extension__
typedef unsigned long long int uint_least64_t;
#endif


/* Fast types. */

/* Signed. */
typedef signed char int_fast8_t;
#if __WORDSIZE == 64
typedef long int int_fast16_t;
typedef long int int_fast32_t;
typedef long int int_fast64_t;
#else
typedef int int_fast16_t;
typedef int int_fast32_t;
__extension__
typedef long long int int_fast64_t;
#endif

/* Unsigned. */
typedef unsigned char uint_fast8_t;
#if __WORDSIZE == 64
typedef unsigned long int uint_fast16_t;
typedef unsigned long int uint_fast32_t;
typedef unsigned long int uint_fast64_t;
#else
typedef unsigned int uint_fast16_t;
typedef unsigned int uint_fast32_t;
__extension__
typedef unsigned long long int uint_fast64_t;
#endif


/* Types for `void *' pointers. */
#if __WORDSIZE == 64
# ifndef __intptr_t_defined
typedef long int intptr_t;
# define __intptr_t_defined
# endif
typedef unsigned long int uintptr_t;
#else
# ifndef __intptr_t_defined
typedef int intptr_t;
# define __intptr_t_defined
# endif
typedef unsigned int uintptr_t;
#endif


/* Largest integral types. */
#if __WORDSIZE == 64
typedef long int intmax_t;
typedef unsigned long int uintmax_t;
#else
__extension__
typedef long long int intmax_t;
__extension__
typedef unsigned long long int uintmax_t;
#endif


/* The ISO C99 standard specifies that in C++ implementations these
macros should only be defined if explicitly requested. */
#if !defined __cplusplus || defined __STDC_LIMIT_MACROS

# if __WORDSIZE == 64
# define __INT64_C(c) c ## L
# define __UINT64_C(c) c ## UL
# else
# define __INT64_C(c) c ## LL
# define __UINT64_C(c) c ## ULL
# endif

/* Limits of integral types. */

/* Minimum of signed integral types. */
# define INT8_MIN (-128)
# define INT16_MIN (-32767-1)
# define INT32_MIN (-2147483647-1)
# define INT64_MIN (-__INT64_C(9223372036854775807)-1)
/* Maximum of signed integral types. */
# define INT8_MAX (127)
# define INT16_MAX (32767)
# define INT32_MAX (2147483647)
# define INT64_MAX (__INT64_C(9223372036854775807))

/* Maximum of unsigned integral types. */
# define UINT8_MAX (255)
# define UINT16_MAX (65535)
# define UINT32_MAX (4294967295U)
# define UINT64_MAX (__UINT64_C(18446744073709551615))


/* Minimum of signed integral types having a minimum size. */
# define INT_LEAST8_MIN (-128)
# define INT_LEAST16_MIN (-32767-1)
# define INT_LEAST32_MIN (-2147483647-1)
# define INT_LEAST64_MIN (-__INT64_C(9223372036854775807)-1)
/* Maximum of signed integral types having a minimum size. */
# define INT_LEAST8_MAX (127)
# define INT_LEAST16_MAX (32767)
# define INT_LEAST32_MAX (2147483647)
# define INT_LEAST64_MAX (__INT64_C(9223372036854775807))

/* Maximum of unsigned integral types having a minimum size. */
# define UINT_LEAST8_MAX (255)
# define UINT_LEAST16_MAX (65535)
# define UINT_LEAST32_MAX (4294967295U)
# define UINT_LEAST64_MAX (__UINT64_C(18446744073709551615))


/* Minimum of fast signed integral types having a minimum size. */
# define INT_FAST8_MIN (-128)
# if __WORDSIZE == 64
# define INT_FAST16_MIN (-9223372036854775807L-1)
# define INT_FAST32_MIN (-9223372036854775807L-1)
# else
# define INT_FAST16_MIN (-2147483647-1)
# define INT_FAST32_MIN (-2147483647-1)
# endif
# define INT_FAST64_MIN (-__INT64_C(9223372036854775807)-1)
/* Maximum of fast signed integral types having a minimum size. */
# define INT_FAST8_MAX (127)
# if __WORDSIZE == 64
# define INT_FAST16_MAX (9223372036854775807L)
# define INT_FAST32_MAX (9223372036854775807L)
# else
# define INT_FAST16_MAX (2147483647)
# define INT_FAST32_MAX (2147483647)
# endif
# define INT_FAST64_MAX (__INT64_C(9223372036854775807))

/* Maximum of fast unsigned integral types having a minimum size. */
# define UINT_FAST8_MAX (255)
# if __WORDSIZE == 64
# define UINT_FAST16_MAX (18446744073709551615UL)
# define UINT_FAST32_MAX (18446744073709551615UL)
# else
# define UINT_FAST16_MAX (4294967295U)
# define UINT_FAST32_MAX (4294967295U)
# endif
# define UINT_FAST64_MAX (__UINT64_C(18446744073709551615))


/* Values to test for integral types holding `void *' pointer. */
# if __WORDSIZE == 64
# define INTPTR_MIN (-9223372036854775807L-1)
# define INTPTR_MAX (9223372036854775807L)
# define UINTPTR_MAX (18446744073709551615UL)
# else
# define INTPTR_MIN (-2147483647-1)
# define INTPTR_MAX (2147483647)
# define UINTPTR_MAX (4294967295U)
# endif


/* Minimum for largest signed integral type. */
# define INTMAX_MIN (-__INT64_C(9223372036854775807)-1)
/* Maximum for largest signed integral type. */
# define INTMAX_MAX (__INT64_C(9223372036854775807))

/* Maximum for largest unsigned integral type. */
# define UINTMAX_MAX (__UINT64_C(18446744073709551615))


/* Limits of other integer types. */

/* Limits of `ptrdiff_t' type. */
# if __WORDSIZE == 64
# define PTRDIFF_MIN (-9223372036854775807L-1)
# define PTRDIFF_MAX (9223372036854775807L)
# else
# define PTRDIFF_MIN (-2147483647-1)
# define PTRDIFF_MAX (2147483647)
# endif

/* Limits of `sig_atomic_t'. */
# define SIG_ATOMIC_MIN (-2147483647-1)
# define SIG_ATOMIC_MAX (2147483647)

/* Limit of `size_t' type. */
# if __WORDSIZE == 64
# define SIZE_MAX (18446744073709551615UL)
# else
# define SIZE_MAX (4294967295U)
# endif

/* Limits of `wchar_t'. */
# ifndef WCHAR_MIN
/* These constants might also be defined in . */
# define WCHAR_MIN __WCHAR_MIN
# define WCHAR_MAX __WCHAR_MAX
# endif

/* Limits of `wint_t'. */
# define WINT_MIN (0u)
# define WINT_MAX (4294967295u)

#endif /* C++ && limit macros */


/* The ISO C99 standard specifies that in C++ implementations these
should only be defined if explicitly requested. */
#if !defined __cplusplus || defined __STDC_CONSTANT_MACROS

/* Signed. */
# define INT8_C(c) c
# define INT16_C(c) c
# define INT32_C(c) c
# if __WORDSIZE == 64
# define INT64_C(c) c ## L
# else
# define INT64_C(c) c ## LL
# endif

/* Unsigned. */
# define UINT8_C(c) c ## U
# define UINT16_C(c) c ## U
# define UINT32_C(c) c ## U
# if __WORDSIZE == 64
# define UINT64_C(c) c ## UL
# else
# define UINT64_C(c) c ## ULL
# endif

/* Maximal type. */
# if __WORDSIZE == 64
# define INTMAX_C(c) c ## L
# define UINTMAX_C(c) c ## UL
# else
# define INTMAX_C(c) c ## LL
# define UINTMAX_C(c) c ## ULL
# endif

#endif /* C++ && constant macros */

#endif /* stdint.h */

深刻理解Linux进程间通信(IPC)

简介: 一个大型的应用系统,往往需要众多进程协作,进程(Linux进程概念见附1)间通信的重要性显而易见。本系列文章阐述了Linux环境下的几种主要进程间通信手段,并针对每个通信手段关键技术环节给出详细实例。为达到阐明问题的目的,本文还对某些通信手段的内部实现机制进行了分析。


linux下的进程通信手段基本上是从Unix平台上的进程通信手段继承而来的。而对Unix发展做出重大贡献的两大主力AT&T的贝尔实验室及BSD(加州大学伯克利分校的伯克利软件发布中心)在进程间通信方面的侧重点有所不同。前者对Unix早期的进程间通信手段进行了系统的改进和扩充,形成了“system V IPC”,通信进程局限在单个计算机内;后者则跳过了该限制,形成了基于套接口(socket)的进程间通信机制。Linux则把两者继承了下来,如图示:


最初Unix IPC:管道、FIFO、信号;
System V IPC:System V消息队列、System V信号灯、System V共享内存区;
Posix IPC:Posix消息队列、Posix信号灯、Posix共享内存区。

1)由于Unix版本的多样性,电子电气工程协会(IEEE)开发了一个独立的Unix标准,这个新的ANSI Unix标准被称为计算机环境的可移植性操作系统界面(PSOIX)。现有大部分Unix和流行版本都是遵循POSIX标准的,而Linux从一开始就遵循POSIX标准;

2)BSD并不是没有涉足单机内的进程间通信(socket本身就可以用于单机内的进程间通信)。事实上,很多Unix版本的单机IPC留有BSD的痕迹,如4.4BSD支持的匿名内存映射、4.3+BSD对可靠信号语义的实现等等。
图一给出了linux 所支持的各种IPC手段,在本文接下来的讨论中,为了避免概念上的混淆,在尽可能少提及Unix的各个版本的情况下,所有问题的讨论最终都会归结到Linux环境下的进程间通信上来。并且,对于Linux所支持通信手段的不同实现版本(如对于共享内存来说,有Posix共享内存区以及System V共享内存区两个实现版本),将主要介绍Posix API。

linux下进程间通信的几种主要手段简介:
管道(Pipe)及有名管道(named pipe):管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,有名管道克服了管道没有名字的限制,因此,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关系进程间的通信;
信号(Signal):信号是比较复杂的通信方式,用于通知接受进程有某种事件发生,除了用于进程间通信外,进程还可以发送信号给进程本身;linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外,还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction(实际上,该函数是基于BSD的,BSD为了实现可靠信号机制,又能够统一对外接口,用sigaction函数重新实现了signal函数);
报文(Message)队列(消息队列):消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
共享内存:使得多个进程可以访问同一块内存空间,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。
信号量(semaphore):主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
套接口(Socket):更为一般的进程间通信机制,可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。

snprintf函数说明

int snprintf(char *restrict buf, size_t n, const char * restrict format, ...);
函数说明:最多从源串中拷贝n-1个字符到目标串中,然后再在后面加一个0。所以如果目标串的大小为n的话,将不会溢出。

函数返回值:若成功则返回欲写入的字符串长度,若出错则返回负值。

Result1(推荐的用法)

#include
#include

int main()
{
char str[10]={0,};
snprintf(str, sizeof(str), "0123456789012345678");
printf("str=%s\n", str);
return 0;
}


$ ./test
str=012345678



Result2:(不推荐使用)

#include
#include

int main()
{
char str[10]={0, };
snprintf(str, 18, "0123456789012345678");
printf("str=%s\n", str);
return 0;
}


root] /root/lindatest
$ ./test
str=01234567890123456



snprintf函数返回值的测试:

#include
#include

int main()
{
char str1[10] ={0, };
char str2[10] ={0, };
int ret1=0,ret2=0;
ret1=snprintf(str1, sizeof(str1), "%s", "abc");
ret2=snprintf(str2, 4, "%s", "aaabbbccc");
printf("aaabbbccc length=%d\n", strlen("aaabbbccc"));
printf("str1=%s,ret1=%d\n", str1, ret1);
printf("str2=%s,ret2=%d\n", str2, ret2);
return 0;
}

[root] /root/lindatest
$ ./test
aaabbbccc length=9
str1=abc,ret1=3
str2=aaa,ret2=9


snprintf的返回值是欲写入的字符串长度,而不是实际写入的字符串度。如:
char test[8];
int ret = snprintf(test,5,"1234567890");
printf("%d|%s\n",ret,test);
运行结果为: 10|1234

问个问题,snprintf(dst, size, "str: %s\n", src) 其中的size是限定从src拷贝到%s的字符数,还是限定最终生成的dst的字符数?
因为从src中拷贝字符到%s,而生成的dst不止包括%s,还有前后一堆字符呢。
size是限定最终生成的dst的字符数,最多拷贝size-1个字符;
一般情况下size会取sizeof(dst),这是为了dst不溢出.
在snprintf(dst, size, "str: %s\n", src)中如果size-1大于等于"str: %s\n"的长度,则把"str: %s\n"都拷贝到dst,
如果size-1小于"str: %s\n"的长度,则从"str: %s\n"拷贝size-1长度的字符串到dst.


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关于sprintf和snprintf的正确使用。

考虑以下有缺陷的例子:
void f(const char *p)
{
char buf[11]={0};
sprintf(buf,"%10s",p); // very dangerous
printf("%sn",buf);
}

不要让格式标记“%10s”误导你。如果p的长度大于10个字符,那么sprintf() 的写操作就会越过buf的边界,从而产生一个缓冲区溢出。
检测这类缺陷并不容易,因为它们只在 p 的长度大于10个字符的时候才会发生。黑客通常利用这类脆弱的代码来入侵看上去安全的系统。

要修正这一缺陷,可以使用函数snprintf()代替函数sprintf()。

函数原型:int snprintf(char *dest, size_t n, const char *fmt, ...);
函数说明: 最多从源串中拷贝n-1个字符到目标串中,然后再在后面加一个0。所以如果目标串的大小为n的话,将不会溢出。
函数返回值: 若成功则返回存入数组的字符数,若编码出错则返回负值。

推荐的用法:
void f(const char *p)
{
char buf[11]={0};
snprintf(buf, sizeof(buf), "%10s", p); // 注意:这里第2个参数应当用sizeof(str),而不要使用硬编码11,也不应当使用sizeof(str)-1或10
printf("%sn",buf);
}

linux消息队列函数msgget,msgsnd, msgrcv, ftok()

系统建立IPC通讯(如消息队列、共享内存时)必须指定一个ID值。通常情况下,该id值通过ftok函数得到。
ftok原型如下:
key_t ftok( char * fname, int id )
fname就时你指定的文件名,id是子序号。
在一般的UNIX实现中,是将文件的索引节点号取出,前面加上子序号得到key_t的返回值。
如指定文件的索引节点号为65538,换算成16进制为0x010002,而你指定的ID值为38,换算成16进制为0x26,则最后的key_t返回值为0x26010002。
查询文件索引节点号的方法是: ls -i
当删除重建文件后,索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配,因此与原来不同,所以得到的索引节点号也不同。
如果要确保key_t值不变,要目确保ftok的文件不被删除,要么不用ftok,指定一个固定的key_t值,比如:
#define IPCKEY 0x111
char path[256];
sprintf( path, "%s/etc/config.ini", (char*)getenv("HOME") );
msgid=ftok( path, IPCKEY );
同一段程序,用于保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值。
由于etc/config.ini(假定)为应用系统的关键配置文件,因此不存在被轻易删除的问题——即使被删,也会很快被发现并重建(此时应用系统也将被重起)。
ftok()的设计目的也在于此。

#include
#include
#include

int msgget(key_t key, int msgflg); //创建消息队列
参数:
key:消息队列关联的键。
msgflg:消息队列的建立标志和存取权限。
返回说明:
成功执行时,返回消息队列标识值。失败返回-1,


#include
#include
#include
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
//将消息送入消息队列

参数:
msqid:消息队列的识别码。
msgp:指向消息缓冲区的指针,此位置用来暂时存储发送和接收的消息,是一个用户可定义的通用结构,形态如下

struct msgbuf {
long mtype; /* 消息类型,必须 > 0 */
char mtext[1]; /* 消息文本 */
};

msgsz:消息的大小。
msgtyp:从消息队列内读取的消息形态。如果值为零,则表示消息队列中的所有消息都会被读取。
msgflg:用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动。如果msgflg和常数IPC_NOWAIT合用,则在msgsnd()执行时若是消息队列已满,则msgsnd()将不会阻塞,而会立即返回-1,如果执行的是msgrcv(),则在消息队列呈空时,不做等待马上返回-1,并设定错误码为ENOMSG。当msgflg为0时,msgsnd()及msgrcv()在队列呈满或呈空的情形时,采取阻塞等待的处理模式。

返回说明:
成功执行时,msgsnd()返回0, 失败返回-1

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
//从消息队列读取信息.

成功执行时,返回0, 失败返回-1

msgctl(qid, IPC_RMID, NULL) //删除消息队列

以下为例子:

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgmbuf
{
long msg_type;
char msg_text[512];
};
int main()
{
int qid;
key_t key;
int len;

struct msgmbuf msg;
if ((key = ftok(".", 'a')) == -1)
{
perror("creat key error");
exit(1);
}
if ((qid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666)) == -1)
{
perror("creat message queue erro");
exit(1);
}
printf("creat , open queue qid is %d\n", qid);
puts("please input message to add to queue\n");
if ((fgets((&msg)->msg_text, 512, stdin)) == NULL)
{
puts("no message");
exit(1);
}
msg.msg_type = getpid();
len = strlen(msg.msg_text);
printf("send message\n");
if ((msgsnd(qid, &msg, len, 0)) < 0)
{
perror("add message error");
exit(1);
}

printf("read message\n");
if ((msgrcv(qid, &msg, 512, 0, 0)) < 0)
{
perror("read message error");
exit(1);
}

printf("read message is: %s\n", (&msg)->msg_text);
if ((msgctl(qid, IPC_RMID, NULL)) < 0)
{
perror("delete message error");
exit(1);
}
exit(0);
}

[root@localhost pipe]# ./message
creat , open queue qid is 0
please input message to add to queue
hello linux
send message
read message
read message is: hello linux
[root@localhost pipe]#

memset(),memcpy(),memccpy(),memmove(),bcopy(),strcpy(),strncpy()区别

void bcopy(const void *src,void *dest,int n) 拷贝内存内容
void *memcpy(void *dest,const void *src,size_t n) 拷贝内存内容
void *memccpy(void *dest,const void *src,int c,size_t n) 拷贝内存内容
void *memmove(void *dest,const void *src,size_t n) 拷贝内存内容
char *strcpy(char *dest,const char *src) 拷贝字符串
char *strncpy(char *dest,const char *src,size_t n) 拷贝字符串
char *strdup(const char *s) 复制字符串


memset(),memcpy(),memccpy(),memmove(),bcopy(),strcpy(),strncpy()
void *memset(void *s,int c,int strlen);
void *memcpy(char *str_d,char *str_s,int n);
void *memccpy(void *dest,const void *src,int c,int n);
void *memmove(void *dest,const void *src,int n);
void bcopy(const void *src,void *dest,int n);
char *strcpy(char *dest,const char *src);
char *strncpy(char *dest,const char *src,int strlen);
以上的函数是我们在c编程中经常遇到的,下面是对每个函数的简单解释:

void *memset(void *s,int c,int n)
用c填充由指针s指向的内存区域的前n个字节.返回指向该内存区域的指针s.s并不一定是指向字符的指针,他可以是指向任何类型的指针,甚至可以是指向结构的指针.

void *memcpy(void *dest,const void *src,int n);
将指针src指向的前n个字节拷贝到dest指向的前n个内存区域中。如果src和dest有重复区域,则会被覆盖.即在拷贝的过程中向后移.这样可能达不到预期的效果.

void *memmove(void *dest,const void *src,int n)
该函数和前面函数的区别是当src和desc有重复区域时,则会先将desc向后移,然后再进行拷贝操作.

void *memccpy(void *dest,const void *src,int c,int n);
The memccpy() function copies no more than n bytes from memory area src to memory area dest, stopping when the character c is found.
返回结果是一个指向dest中的第一个c后面的字符,如果在src的前n个字符中没有找到c,则返回NULL

void bcopy(const void *src,void *dest,int n);
从src拷贝n个字节到dest中.如果n=0,则拷贝0个字节
所有上面的拷贝是针对任何数据类型的,所以指针类型都是void类型.而下面的strcpy和strncpy都是针对字符串的操作.

char *strcpy(char *dest,const char *src);
把src指针指向的字符串拷贝到dest指向的数组中,包括.不能处理区域重复的问题,但是dest指向的空间必须比src的空间大.

char *strncpy(char *dest,const char *src,int n)
把src指向的字符串的前n个字符拷贝到dest指向的数组中,如果src的前n个字符中没有结束符,则dest也没有.这样不是正确的做法.
返回值是指向字符串的指针.如果dest的长度不够,则会有溢出错误.

C中int,Uint,uint16等有什么区别以及用处?

int是C/C数据类型,uint,uint16,uint32并不是C/C内建的类型,而只是一些typedef
可能的定义如下

typedef unsinged int uint; //为了省事啊,这样不用写unsigned int而只需要写uint
typedef unsigned short uint16;// int的size取决于平台,比如16位平台上sizeof(16)为2,32为上为4,64位上为8
// 而short的size则保证为2字节,在需要明确指明数据大小时可以使用
typedef unsigned long uint32;//道理同上,sizeof(long)一定为32,看看,在64位机上sizeof(long)
int就是一个机器字长
uint就是一个无符号的int
uint16就是一个无符号的16位整型
uint32就是一个无符号的32位整型