C语言在linux的使用笔记|时刻需

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2019年1月16日

开始第一步hello world

cd /home
mkdir jack
cd jack
vim main.c

#include <stdio.h>
int main(){
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

wq保存

gcc -E main.c -o main.i

gcc -S main.i -o main.s

gcc -c main.s -o main.o

gcc main.o -o main

./main

第二步

文件的操作

Linux系统中,系统是通过inode来获得这个文件的信息。在Linux系统中,inode的信息都是封装在stat这个结构体中。可以通过man 2 stat来查看stat的具体结构。从中可以看到包含了文件的UIDGID,大小,以及访问,修改,改变文件状态的时间

struct stat {

dev_t st_dev; /* ID of device containing file */

ino_t st_ino; /* inode number */

mode_t st_mode; /* protection */

nlink_t st_nlink; /* number of hard links */

uid_t st_uid; /* user ID of owner */

gid_t st_gid; /* group ID of owner */

dev_t st_rdev; /* device ID (if special file) */

off_t st_size; /* total size, in bytes */

blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */

blkcnt_t st_blocks; /* number of 512B blocks allocated */

/* Since Linux 2.6, the kernel supports nanosecond

precision for the following timestamp fields.

For the details before Linux 2.6, see NOTES. */

struct timespec st_atim; /* time of last access */

struct timespec st_mtim; /* time of last modification */

struct timespec st_ctim; /* time of last status change */

#define st_atime st_atim.tv_sec /* Backward compatibility */

#define st_mtime st_mtim.tv_sec

#define st_ctime st_ctim.tv_sec

};

#include <sys/stat.h>
#include <malloc.h>

char *path="/home/jack/test.txt";

void main(){
    struct stat *buf=NULL;
    buf=(struct stat *)malloc(sizeof(struct stat));
    stat(path,buf);
    printf("the file size is %ld\n",buf->st_size);
    printf("the user id is %d\n",buf->st_uid);
    printf("the group id is %d\n",buf->st_gid);

}


以下有关文件修改的信息补充来自其他网站文章


文件夹类型信息包含在stat结构的st_mode成员中,可以用下面的宏来确定文件类型,这些宏参数都是stat结构中的st_mode成员。如果判断为真,则返回1,否则返回0

S_ISREG(): 普通文件

S_ISDIR():目录文件

S_ISCHR(): 字符特殊文件

S_ISBLK():块特殊文件

S_ISFIFO():管道或FIFO

S_ISLNK():符号链接

S_ISSOCK():套接字

前面的check_file添加如下判断就可以进行判断文件是否是一个普通的文件

if (S_ISREG(buf->st_mode)){
printf("it is a normal file");
}

 

 

在创建文件或者文件夹的时候,创建的文件和文件夹都有三个类别的权限:1 用户的读,写,执行门限 2 同一个组的用户读,写,执行门限 3 其他用户的读,写,执行门限

在st_mode中也包含了这些权限位:

S_IRUSR:用户读

S_IWUSR:用户写

S_IXUSR:用户执行

S_IRGRP:组读

S_IWGRP:组写

S_IXGRP:组执行

S_IROTH:其他读

S_IWOTH:其他写

S_IXOTH :其他执行

那么在创建文件的时候,我们是如何指定这些文件的权限的呢。在手动创建文件的时候,文件的权限取决于umask。文件和文件夹的默认完成权限分别是666和777. 在创建的时候,是采用默认权限减去umask的值。比如如果umask的值是022. 那么创建的文件和文件夹的权限分别是644和755。测试如下

root@zhf-maple:/home/zhf# touch mask.txt

root@zhf-maple:/home/zhf# ls -al mask.txt

-rw-r--r-- 1 root root 0 4月  20 16:58 mask.txt

root@zhf-maple:/home/zhf# umask

0022

 

在用代码创建的时候同样也可以使用umask函数。在这里首先定义了RWRWRW, 权限是666. 在umask中屏蔽了S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOTH。因此最终创建的文件应该是600.

#define RWRWRW (S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOT

void mask_function_try(){

 

int mode;

char *path="/home/zhf/mask.txt";

umask(S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOTH);

creat(path,RWRWRW);

}

实际结果:

root@zhf-maple:/home/zhf# ls -al | grep mask.txt

-rw-------  1 root         root         0 4月  20 17:22 mask.txt

 

 

 

下面来看下具体操作文件的操作。首先来看下修改文件属性。系统提供了chown,fchown来修改指定文件的所有者以及用户组。函数原型如下:调用成功时,返回值为0,失败返回-1.并设置相应的errno值。

int chown(const char *pathname, uid_t owner, gid_t group);

int fchown(int fd, uid_t owner,gid_t group);

两个函数不同的是chown参数pathname是文件的路径,而fchownfd是文件的描述符

其中uid_tgid_t如果是-1的话就代表不改变。我们来看一个例子。

/home/zhf/zhf下有个文件test.png 用户和用户组分别属于zhf. 现在我们将用户改为zhf_test

-rw-rw-r-- 1 zhf zhf 38844 Aug 6 15:28 test.png

查看zhf_test用户的用户ID和用户组ID,分别是11001101.

root@zhf-linux:/home/zhf/zhf# cat /etc/passwd | grep zhf_test

zhf_test:x:1100:1101::/home/zhf_test:

修改代码如下:

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

void change_file_owner()

{

char *path="/home/zhf/zhf/test.png";

chown(path,1100,-1);

}

void main()

{

change_file_owner()

}

执行过后查看test.png发现用户名已经被修改为zhf_test.

-rw-rw-r-- 1 zhf_test zhf 38844 Aug 6 15:28 test.png

来看下fchown的用法。fchown是通过文件属性来修改文件的。文件属性通过open函数来获得。open函数返回一个整数的文件描述符。代码如下, O_RDONLY代表的是以只读的方式打开文件。具体的打开方式可以通过man 2 open来查看

void change_file_owner_by_fchown()

{

int fd;

fd=open("/home/zhf/zhf/test.png",O_RDONLY);

fchown(fd,1100,-1);

close(fd);

}

改变文件的名称:

修改文件名称采用rename函数

int rename(const char *oldpath, const char *newpath)

两个参数都为指针,第一个指向原来文件的名称,第二个指向新的文件。调用成功返回0。否则函数返回-1

void change_file_name()

{

char *oldname="/home/zhf/zhf/test.png";

char *newname="/home/zhf/zhf/test_rename.png";

rename(oldname,newname);

}

获取文件信息:

采用stat函数。int stat(const char *path, struct stat *buf)

path表示指向需要获取信息的文件的路径名

参数buf表示指向一个stat结构体类型的指针。

注意打印buf.st_size的时候需要用长整型。因为st_sizeoff_t结构,也就是长整型的数值

void get_file_informaton()

{

struct stat buf;

stat("file_try.c",&buf);

printf("file_try size=%ld\n",buf.st_size);

printf("file_try UID=%d\n",buf.st_uid);

}

否则会出现如下的警告:

file_try.c:32:9: warning: format ‘%d’ expects argument of type ‘int’, but argument 2 has type ‘__off_t {aka long int}’ [-Wformat=]


第三步,执行shell命令

#include<stdio.h>
main()
{
FILE * fp;
char buffer[80];
fp=popen("cat /etc/passwd","r");

int i = 1;
while(fgets(buffer,sizeof(buffer),fp) != NULL){
        printf("%d %s",i++,buffer);
}

pclose(fp);
}

my_shell  一个详细的shell交互

可以上传到服务器上直接运行


第四步建立网络服务端

不多说直接上代码(刚开始我也看不懂)

简单模式服务端

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 9527   //端口号
#define SIZE 1024   //定义的数组大小

int Creat_socket()    //创建套接字和初始化以及监听函数
{
	int listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   //创建一个负责监听的套接字
	if(listen_socket == -1) //判断 监听是否成功
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	struct sockaddr_in addr; //声明一个 结构体 ddr
	memset(&addr, 0, sizeof(addr)); //初始化 结构体 ddr

	addr.sin_family = AF_INET;  /* Internet地址族 */
    addr.sin_port = htons(PORT);  /* 端口号 */
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   /* IP地址 */

	int ret = bind(listen_socket, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));  //连接
	if(ret == -1)
	{
		perror("bind");
		return -1;
	}

	ret = listen(listen_socket, 5);        //监听
	if(ret == -1)
	{
		perror("listen");
		return -1;
	}
	return listen_socket;
}

int wait_client(int listen_socket)
{
	struct sockaddr_in cliaddr;
	int addrlen = sizeof(cliaddr);
	printf("waiting for new client ...\n");
	int client_socket = accept(listen_socket, (struct sockaddr *)&cliaddr, &addrlen);   //创建一个和客户端交流的套接字
	if(client_socket == -1)
	{
		perror("accept");
		return -1;
	}

	printf("receive a new client : %s\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));

	return client_socket;
}

void hanld_client(int listen_socket, int client_socket)   //信息处理函数,功能是将客户端传过来的小写字母转化为大写字母
{
	char buf[SIZE];
	while(1)
	{
		int ret = read(client_socket, buf, SIZE-1);
		if(ret == -1)
		{
			perror("read");
			break;
		}
		if(ret == 0)
		{
			break;
		}
		buf[ret] = '\0';
		int i;
		for(i = 0; i < ret; i++)
		{
			buf[i] = buf[i] + 'A' - 'a';
		}

		printf("%s\n", buf);
		write(client_socket, buf, ret);

		if(strncmp(buf, "end", 3) == 0)
		{
			break;
		}
	}
	close(client_socket);
}

int main()
{
	int listen_socket = Creat_socket();

	int client_socket = wait_client(listen_socket);

	hanld_client(listen_socket, client_socket);

	close(listen_socket);

	return 0;
}

多客户端服务器

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

#define PORT 9527
#define SIZE 1024

int Creat_socket()         //创建套接字和初始化以及监听函数
{
	int listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);      //创建一个负责监听的套接字
	if(listen_socket == -1)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	struct sockaddr_in addr;
	memset(&addr, 0, sizeof(addr));

	addr.sin_family = AF_INET;  /* Internet地址族 */
    addr.sin_port = htons(PORT);  /* 端口号 */
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   /* IP地址 */

	int ret = bind(listen_socket, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));    //连接
	if(ret == -1)
	{
		perror("bind");
		return -1;
	}

	ret = listen(listen_socket, 5);   //监听
	if(ret == -1)
	{
		perror("listen");
		return -1;
	}
	return listen_socket;
}

int wait_client(int listen_socket)
{
	struct sockaddr_in cliaddr;
	int addrlen = sizeof(cliaddr);
	printf("waiting for new client ... \n");
	int client_socket = accept(listen_socket, (struct sockaddr *)&cliaddr, &addrlen);     //创建一个和客户端交流的套接字
	if(client_socket == -1)
	{
		perror("accept");
		return -1;
	}

	printf("success for new client : %s\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));

	return client_socket;
}

void hanld_client(int listen_socket, int client_socket)    //信息处理函数,功能是将客户端传过来的小写字母转化为大写字母
{
	char buf[SIZE];
	while(1)
	{
		int ret = read(client_socket, buf, SIZE-1);
		if(ret == -1)
		{
			perror("read");
			break;
		}
		if(ret == 0)
		{
			break;
		}
		buf[ret] = '\0';
		int i;
		for(i = 0; i < ret; i++)
		{
			buf[i] = buf[i] + 'A' - 'a';
		}

		printf("%s\n", buf);
		write(client_socket, buf, ret);

		if(strncmp(buf, "end", 3) == 0)
		{
			break;
		}
	}
	close(client_socket);
}

void handler(int sig)
{

	while (waitpid(-1,  NULL,   WNOHANG) > 0)
	{
		printf ("success to do exit for a client \n");
	}
}

int main()
{
	int listen_socket = Creat_socket();


	signal(SIGCHLD,  handler);    //处理子进程,防止僵尸进程的产生
	while(1)
	{
		int client_socket = wait_client(listen_socket);   //多进程服务器,可以创建子进程来处理,父进程负责监听。
		int pid = fork();
		if(pid == -1)
		{
			perror("fork");
			break;
		}
		if(pid > 0)
		{
			close(client_socket);
			continue;
		}
		if(pid == 0)
		{
			close(listen_socket);
			hanld_client(listen_socket, client_socket);
			break;
		}
	}

	close(listen_socket);

	return 0;
}

辅助注释:

socket(建立一个socket通信)

相关函数 accept,bind,connect,listen
表头文件 #include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数 int socket(int domain,int type,int protocol);
函数说明 socket()用来建立一个新的socket,也就是向系统注册,通知系统建立一通信端口。参数domain 指定使用何种的地址类型,完整的定义在/usr/include/bits/socket.h 内,底下是常见的协议:
PF_UNIX/PF_LOCAL/AF_UNIX/AF_LOCAL UNIX 进程通信协议
PF_INET?AF_INET Ipv4网络协议
PF_INET6/AF_INET6 Ipv6 网络协议
PF_IPX/AF_IPX IPX-Novell协议
PF_NETLINK/AF_NETLINK 核心用户接口装置
PF_X25/AF_X25 ITU-T X.25/ISO-8208 协议
PF_AX25/AF_AX25 业余无线AX.25协议
PF_ATMPVC/AF_ATMPVC 存取原始ATM PVCs
PF_APPLETALK/AF_APPLETALK appletalk(DDP)协议
PF_PACKET/AF_PACKET 初级封包接口
参数 type有下列几种数值:
SOCK_STREAM 提供双向连续且可信赖的数据流,即TCP。支持
OOB 机制,在所有数据传送前必须使用connect()来建立连线状态。
SOCK_DGRAM 使用不连续不可信赖的数据包连接
SOCK_SEQPACKET 提供连续可信赖的数据包连接
SOCK_RAW 提供原始网络协议存取
SOCK_RDM 提供可信赖的数据包连接
SOCK_PACKET 提供和网络驱动程序直接通信。
protocol用来指定socket所使用的传输协议编号,通常此参考不用管它,设为0即可。
返回值 成功则返回socket处理代码,失败返回-1。
错误代码 EPROTONOSUPPORT 参数domain指定的类型不支持参数type或protocol指定的协议
ENFILE 核心内存不足,无法建立新的socket结构
EMFILE 进程文件表溢出,无法再建立新的socket
EACCESS 权限不足,无法建立type或protocol指定的协议
ENOBUFS/ENOMEM 内存不足
EINVAL 参数domain/type/protocol不合法

 

 

 

bind(对socket定位) 

相关函数 socket,accept,connect,listen
表头文件 #include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数 int bind(int sockfd,struct sockaddr * my_addr,int addrlen);
函数说明 bind()用来设置给参数sockfd的socket一个名称。此名称由参数my_addr指向一sockaddr结构,对于不同的socket domain定义了一个通用的数据结构
struct sockaddr
{
unsigned short int sa_family;
char sa_data[14];
};
sa_family 为调用socket()时的domain参数,即AF_xxxx值。
sa_data 最多使用14个字符长度。
此sockaddr结构会因使用不同的socket domain而有不同结构定义,例如使用AF_INET domain,其socketaddr结构定义便为
struct socketaddr_in
{
unsigned short int sin_family;
uint16_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
struct in_addr
{
uint32_t s_addr;
};
sin_family 即为sa_family
sin_port 为使用的port编号
sin_addr.s_addr 为IP 地址
sin_zero 未使用。
参数 addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值 成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码 EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码。
EACCESS 权限不足
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词,非socket。

 

 

 

 

 

listen(等待连接)

 

相关函数 socket,bind,accept,connect
表头文件 #include<sys/socket.h>
定义函数 int listen(int s,int backlog);
函数说明 listen()用来等待参数s 的socket连线。参数backlog指定同时能处理的最大连接要求,如果连接数目达此上限则client端将收到ECONNREFUSED的错误。Listen()并未开始接收连线,只是设置socket为listen模式,真正接收client端连线的是accept()。通常listen()会在socket(),bind()之后调用,接着才调用accept()。
返回值 成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno
附加说明 listen()只适用SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET的socket类型。如果socket为AF_INET则参数backlog 最大值可设至128。
错误代码 EBADF 参数sockfd非合法socket处理代码
EACCESS 权限不足
EOPNOTSUPP 指定的socket并未支援listen模式。

 

 

 

 

accept(接受socket连线)

 

相关函数 socket,bind,listen,connect
表头文件 #include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数 int accept(int s,struct sockaddr * addr,int * addrlen);
函数说明 accept()用来接受参数s的socket连线。参数s的socket必需先经bind()、listen()函数处理过,当有连线进来时accept()会返回一个新的socket处理代码,往后的数据传送与读取就是经由新的socket处理,而原来参数s的socket能继续使用accept()来接受新的连线要求。连线成功时,参数addr所指的结构会被系统填入远程主机的地址数据,参数addrlen为scokaddr的结构长度。关于结构sockaddr的定义请参考bind()。
返回值 成功则返回新的socket处理代码,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码 EBADF 参数s 非合法socket处理代码。
EFAULT 参数addr指针指向无法存取的内存空间。
ENOTSOCK 参数s为一文件描述词,非socket。
EOPNOTSUPP 指定的socket并非SOCK_STREAM。
EPERM 防火墙拒绝此连线。
ENOBUFS 系统的缓冲内存不足。
ENOMEM 核心内存不足。

 

 

 

 

connect(建立socket连线)

 

相关函数 socket,bind,listen
表头文件 #include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
定义函数 int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
函数说明 connect()用来将参数sockfd 的socket 连至参数serv_addr 指定的网络地址。结构sockaddr请参考bind()。参数addrlen为sockaddr的结构长度。
返回值 成功则返回0,失败返回-1,错误原因存于errno中。
错误代码 EBADF 参数sockfd 非合法socket处理代码
EFAULT 参数serv_addr指针指向无法存取的内存空间
ENOTSOCK 参数sockfd为一文件描述词,非socket。
EISCONN 参数sockfd的socket已是连线状态
ECONNREFUSED 连线要求被server端拒绝。
ETIMEDOUT 企图连线的操作超过限定时间仍未有响应。
ENETUNREACH 无法传送数据包至指定的主机。
EAFNOSUPPORT sockaddr结构的sa_family不正确。
EALREADY socket为不可阻断且先前的连线操作还未完成。

 

 

 

 

htons(将16位主机字符顺序转换成网络字符顺序)

 

相关函数 htonl,ntohl,ntohs
表头文件 #include<netinet/in.h>
定义函数 unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);
函数说明 htons()用来将参数指定的16位hostshort转换成网络字符顺序。
返回值 返回对应的网络字符顺序。

 

 

 

 

 

 

htonl(将32位主机字符顺序转换成网络字符顺序)

 

相关函数 htons,ntohl,ntohs
表头文件 #include<netinet/in.h>
定义函数 unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
函数说明 htonl()用来将参数指定的32位hostlong 转换成网络字符顺序。
返回值 返回对应的网络字符顺序。

 

 

 

 

select(I/O多工机制)

 

表头文件 #include<sys/time.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
定义函数 int select(int n,fd_set * readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
函数说明 select()用来等待文件描述词状态的改变。参数n代表最大的文件描述词加1,参数readfds、writefds 和exceptfds 称为描述词组,是用来回传该描述词的读,写或例外的状况。底下的宏提供了处理这三种描述词组的方式:
FD_CLR(inr fd,fd_set* set);用来清除描述词组set中相关fd 的位
FD_ISSET(int fd,fd_set *set);用来测试描述词组set中相关fd 的位是否为真
FD_SET(int fd,fd_set*set);用来设置描述词组set中相关fd的位
FD_ZERO(fd_set *set); 用来清除描述词组set的全部位
参数 timeout为结构timeval,用来设置select()的等待时间,其结构定义如下
struct timeval
{
time_t tv_sec;
time_t tv_usec;
};
返回值 如果参数timeout设为NULL则表示select()没有timeout。
错误代码 执行成功则返回文件描述词状态已改变的个数,如果返回0代表在描述词状态改变前已超过timeout时间,当有错误发生时则返回-1,错误原因存于errno,此时参数readfds,writefds,exceptfds和timeout的值变成不可预测。
EBADF 文件描述词为无效的或该文件已关闭
EINTR 此调用被信号所中断
EINVAL 参数n 为负值。
ENOMEM 核心内存不足
范例 常见的程序片段:fs_set readset;
FD_ZERO(&readset);
FD_SET(fd,&readset);
select(fd+1,&readset,NULL,NULL,NULL);
if(FD_ISSET(fd,readset){……}

客户端:

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 9527
#define SIZE 1024

int main()
{
	int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   //创建和服务器连接套接字
	if(client_socket == -1)
	{
		perror("socket");
		return -1;
	}
	struct sockaddr_in addr;
	memset(&addr, 0, sizeof(addr));

	addr.sin_family = AF_INET;  /* Internet地址族 */
    addr.sin_port = htons(PORT);  /* 端口号 */
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   /* IP地址 */
	inet_aton("127.0.0.1", &(addr.sin_addr));

	int addrlen = sizeof(addr);
	int listen_socket =  connect(client_socket,  (struct sockaddr *)&addr, addrlen);  //连接服务器
	if(listen_socket == -1)
	{
		perror("connect");
		return -1;
	}

	printf("success for link server \n");

	char buf[SIZE] = {0};

	while(1)        //向服务器发送数据,并接收服务器转换后的大写字母
	{
		printf("please input your string :");
		scanf("%s", buf);
		write(client_socket, buf, strlen(buf));

		int ret = read(client_socket, buf, strlen(buf));

		printf("buf = %s", buf);
		printf("\n");
		if(strncmp(buf, "END", 3) == 0)     //当输入END时客户端退出
		{
			break;
		}
	}
	close(listen_socket);

	return 0;
}

第五步

直接用C写一个websocket对接js的ws:websocket流程

时刻需

  • 我的微信
  • 这是我的微信扫一扫
  • weinxin
  • 我的微信公众号
  • 我的微信公众号扫一扫
  • weinxin

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