Linux操作系统下c语言编程入门 inux操作系统下c语言编程入门 (一)目录介绍 inux操作系统下C语言编程入门. (一)目录介绍 (二)具体内容 1)inux程序设计入门-基础知识 2儿 Linux程序设计入门进程介绍 3儿 Linux程序设计入门-文件操作 4 Linux程序设计入门-时间概念 5)儿 Linux程序设计入门-信号处理 6)儿 Linux程序设计入门-消息管理 7儿 Linux程序设计入门-线程操作 8儿 Linux程序设计入门-网络编程 9儿 Linux下C开发工具介绍 (二)具体内容 l) Linux程序设计入门-基础知识 Linux下C语言编程基础知识 前言: 这篇文章介绍在 LINUX下进行C语言编程所需要的基础知识在这篇文章当中我们将 会学到以下内容 源程序编译 Makefile的编写 程序库的链接 程序的调试 头文件和系统求助 1源程序的编译 在LinuⅨ下面如果要编译一个C语言源程序我们要使用GNU的gcc编译器.下面我们 以一个实例来说明如何使用gcc编译器 假设我们有下面一个非常简单的源程序hel0c int main(int argc, char **argv) printf( Hello Linuxin') 第1页共84页
Linux 操作系统下 c 语言编程入门 linux 操作系统下 c 语言编程入门 (一)目录介绍 linux 操作系统下 c 语言编程入门..................................................................................................1 (一)目录介绍 ...................................................................................................................................1 (二)具体内容 ...................................................................................................................................1 1)Linux 程序设计入门--基础知识..................................................................................1 2)Linux 程序设计入门--进程介绍..................................................................................5 3)Linux 程序设计入门--文件操作................................................................................11 4)Linux 程序设计入门--时间概念................................................................................19 5)Linux 程序设计入门--信号处理................................................................................21 6)Linux 程序设计入门--消息管理................................................................................27 7)Linux 程序设计入门--线程操作................................................................................35 8)Linux 程序设计入门--网络编程................................................................................39 9)Linux 下 C 开发工具介绍 ..........................................................................................69 (二)具体内容 1)Linux 程序设计入门--基础知识 Linux 下 C 语言编程基础知识 前言: 这篇文章介绍在 LINUX 下进行 C 语言编程所需要的基础知识.在这篇文章当中,我们将 会学到以下内容: 源程序编译 Makefile 的编写 程序库的链接 程序的调试 头文件和系统求助 ---------------------------------------------------------------------------- 1.源程序的编译 在 Linux 下面,如果要编译一个 C 语言源程序,我们要使用 GNU 的 gcc 编译器. 下面我们 以一个实例来说明如何使用 gcc 编译器. 假设我们有下面一个非常简单的源程序(hello.c): int main(int argc,char **argv) { printf(“Hello Linux\n”); 第 1 页 共 84 页
Linux操作系统下c语言编程入门 要编译这个程序我们只要在命令行下执行 gcc-o hello hello.c gcc编译器就会为我们生成一个 hello的可执行文件执行/hell就可以看到程序的输出 结果了命令行中gcc表示我们是用gcc来编译我们的源程序-o选项表示我们要求编译 器给我们输出的可执行文件名为 hello而 hello. c是我们的源程序文件 gcc编译器有许多选项,一般来说我们只要知道其中的几个就够了.-0选项我们已经知道 了,表示我们要求输出的可执行文件名-c选项表示我们只要求编译器输出目标代码,而 不必要输出可执行文件-g选项表示我们要求编译器在编译的时候提供我们以后对程序 进行调试的信息 知道了这三个选项我们就可以编译我们自己所写的简单的源程序了如果你想要知道更 多的选项,可以查看gcc的帮助文档,那里有着许多对其它选项的详细说明 2 Makefile的编写 假设我们有下面这样的一个程序源代码如下 # include "mytoollh” #include "mytool2 h int main(int argc, char **argv) nt("hello") mytool2 print("hello) /*mytooll h*/ #ifndef MYTOoL 1 H #define MYTool 1 H void mytooll print(char *print str); #endif # Include"mytoollh” void mytooll print(char print str) printf(" This is mytooll print %sn,print str); /*mytool2 h*/ #ifndef MYTOoL 2 H #define Myrool 2 H yoid mytool2 print(char *print str); #endif /* mytool2 c * # include“ mytool2h void mytool2 print(char*print str) printf(" This is mytool2 print %sIn,,print str) 第2页共84页
Linux 操作系统下 c 语言编程入门 } 要编译这个程序,我们只要在命令行下执行: gcc -o hello hello.c gcc 编译器就会为我们生成一个 hello 的可执行文件.执行./hello 就可以看到程序的输出 结果了.命令行中 gcc 表示我们是用 gcc 来编译我们的源程序,-o 选项表示我们要求编译 器给我们输出的可执行文件名为 hello 而 hello.c 是我们的源程序文件. gcc 编译器有许多选项,一般来说我们只要知道其中的几个就够了. -o 选项我们已经知道 了,表示我们要求输出的可执行文件名. -c 选项表示我们只要求编译器输出目标代码,而 不必要输出可执行文件. -g 选项表示我们要求编译器在编译的时候提供我们以后对程序 进行调试的信息. 知道了这三个选项,我们就可以编译我们自己所写的简单的源程序了,如果你想要知道更 多的选项,可以查看 gcc 的帮助文档,那里有着许多对其它选项的详细说明. 2.Makefile 的编写 假设我们有下面这样的一个程序,源代码如下: /* main.c */ #include “mytool1.h” #include “mytool2.h” int main(int argc,char **argv) { mytool1_print(“hello”); mytool2_print(“hello”); } /* mytool1.h */ #ifndef _MYTOOL_1_H #define _MYTOOL_1_H void mytool1_print(char *print_str); #endif /* mytool1.c */ #include “mytool1.h” void mytool1_print(char *print_str) { printf(“This is mytool1 print %s\n”,print_str); } /* mytool2.h */ #ifndef _MYTOOL_2_H #define _MYTOOL_2_H void mytool2_print(char *print_str); #endif /* mytool2.c */ #include “mytool2.h” void mytool2_print(char *print_str) { printf(“This is mytool2 print %s\n”,print_str); } 第 2 页 共 84 页
Linux操作系统下c语言编程入门 当然由于这个程序是很短的我们可以这样来编译 gcc-c main c gcc-c mytooll c gcc-o main main. o mytooll o mytool2o 这样的话我们也可以产生man程序而且也不时很麻烦但是如果我们考虑一下如果有 天我们修改了其中的一个文件(比如说 mytool lc)那么我们难道还要重新输入上面的命令 ?也许你会说这个很容易解决啊我写一个 SHELL脚本让她帮我去完成不就可以了是的 对于这个程序来说,是可以起到作用的但是当我们把事情想的更复杂一点如果我们的程 序有几百个源程序的时候,难道也要编译器重新一个一个的去编译? 为此聪明的程序员们想出了一个很好的工具来做这件事情,这就是make我们只要执行以 下make,就可以把上面的问题解决掉在我们执行make之前,我们要先编写一个非常重要的 文件- Makefile对于上面的那个程序来说可能的一个 Makefile的文件是 #这是上面那个程序的 Makefile文件 main main.o mytool l o mytool20 gcc-o main main. o mytooll o mytool2o main.o main.c mytooll h mytool2 h gcc -c main. c mytooll. c mytool l h mytool2. o: mytool2 c mytool2 h gcc-c mytool2c 有了这个 Makefile文件,不过我们什么时候修改了源程序当中的什么文件我们只要执行 make命令我们的编译器都只会去编译和我们修改的文件有关的文件其它的文件她连理 都不想去理的 下面我们学习 Makefile是如何编写的 在 Makefile中也#开始的行都是注释行 Makefile中最重要的是描述文件的依赖关系的说 明.一般的格式是 target: components TAB rule 第一行表示的是依赖关系第二行是规则 比如说我们上面的那个 Makefile文件的第二行 main main.o mytool lo mytool20 表示我们的目标( target)main的依赖对象( components)是 main.o mytooll o mytool2o 当倚赖的对象在目标修改后修改的话,就要去执行规则一行所指定的命令就象我们的上 面那个 Makefile第三行所说的一样要执行gcc- o main main.o mytooll o mytool2o 注意规则一行中的TAB表示那里是一个TAB键 Makefile有三个非常有用的变量分别是S@,$^代表的意义分别是 @-目标文件$~-所有的依赖文件$<-第一个依赖文件 如果我们使用上面三个变量,那么我们可以简化我们的 Makefile文件为 #这是简化后的 Makefile main main.o mytooll o mytool2o gcc-o S@ s main.o: main.c mytooll h mytool2 h 第3页共84页
Linux 操作系统下 c 语言编程入门 当然由于这个程序是很短的我们可以这样来编译 gcc -c main.c gcc -c mytool1.c gcc -c mytool2.c gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o 这样的话我们也可以产生 main 程序,而且也不时很麻烦.但是如果我们考虑一下如果有一 天我们修改了其中的一个文件(比如说 mytool1.c)那么我们难道还要重新输入上面的命令 ?也许你会说,这个很容易解决啊,我写一个 SHELL 脚本,让她帮我去完成不就可以了.是的 对于这个程序来说,是可以起到作用的.但是当我们把事情想的更复杂一点,如果我们的程 序有几百个源程序的时候,难道也要编译器重新一个一个的去编译? 为此,聪明的程序员们想出了一个很好的工具来做这件事情,这就是 make.我们只要执行以 下 make,就可以把上面的问题解决掉.在我们执行 make 之前,我们要先编写一个非常重要的 文件.--Makefile.对于上面的那个程序来说,可能的一个 Makefile 的文件是: # 这是上面那个程序的 Makefile 文件 main:main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o main.o:main.c mytool1.h mytool2.h gcc -c main.c mytool1.o:mytool1.c mytool1.h gcc -c mytool1.c mytool2.o:mytool2.c mytool2.h gcc -c mytool2.c 有了这个 Makefile 文件,不过我们什么时候修改了源程序当中的什么文件,我们只要执行 make 命令,我们的编译器都只会去编译和我们修改的文件有关的文件,其它的文件她连理 都不想去理的. 下面我们学习 Makefile 是如何编写的. 在 Makefile 中也#开始的行都是注释行.Makefile 中最重要的是描述文件的依赖关系的说 明.一般的格式是: target: components TAB rule 第一行表示的是依赖关系.第二行是规则. 比如说我们上面的那个 Makefile 文件的第二行 main:main.o mytool1.o mytool2.o 表示我们的目标(target)main 的依赖对象(components)是 main.o mytool1.o mytool2.o 当倚赖的对象在目标修改后修改的话,就要去执行规则一行所指定的命令.就象我们的上 面那个 Makefile 第三行所说的一样要执行 gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o 注意规则一行中的 TAB 表示那里是一个 TAB 键 Makefile 有三个非常有用的变量.分别是$@,$^,$<代表的意义分别是: $@--目标文件,$^--所有的依赖文件,$<--第一个依赖文件. 如果我们使用上面三个变量,那么我们可以简化我们的 Makefile 文件为: # 这是简化后的 Makefile main:main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o $@ $^ main.o:main.c mytool1.h mytool2.h 第 3 页 共 84 页
Linux操作系统下c语言编程入门 mytool lo: mytoollc mytooll h gcc-c S< mytool2. o mytool2 c 经过简化后我们的 Makefile是简单了一点不过人们有时候还想简单一点这里我们学习 个 Makefile的缺省规则 gcC-C S< 这个规则表示所有的。文件都是依赖与相应的c文件的例如 mytool.o依赖于 mytool. c 这样 Makefile还可以变为 #这是再一次简化后的 Makefile main: main.o mytoollo mytool2o gcc-o Sa s gcc-c$ 好了我们的 Makefile也差不多了,如果想知道更多的关于 Makefile规则可以查看相应的 文档 3程序库的链接 试着编译下面这个程序 #include <math.h> nt main(int argc, char **argv) double value printf("Value: %f\n", value); 这个程序相当简单但是当我们用gcc- o temptemp.c编译时会出现下面所示的错误 /tmp/cc33Kydu.o: In function main tmp/cc33Kydu o( text+Oxe): undefined reference to 'log collect2 Id returned l exit status 出现这个错误是因为编译器找不到log的具体实现虽然我们包括了正确的头文件但是我 们在编译的时候还是要连接确定的库在 Linux下,为了使用数学函数我们必须和数学库 连接为此我们要加入-m选项gc- o temp temp. c-lm这样才能够正确的编译也许 有人要问,前面我们用 printf函数的时候怎么没有连接库呢?是这样的,对于一些常用的函 数的实现gcc编译器会自动去连接一些常用库,这样我们就没有必要自己去指定了有时 候我们在编译程序的时候还要指定库的路径这个时候我们要用到编译器的-L选项指定 路径比如说我们有一个库在home/ hoyt/mylib下,这样我们编译的时候还要加上-Lh ome/hoyt/mylib对于一些标准库来说我们没有必要指出路径只要它们在起缺省库的路 径下就可以了系统的缺省库的路径/ lib /usr/ib/usr/ ocal/ib在这三个路径下面 的库我们可以不指定路径 还有一个问题,有时候我们使用了某个函数但是我们不知道库的名字,这个时候怎么办呢 很抱歉对于这个问题我也不知道答案我只有一个傻办法首先我到标准库路径下面去 第4页共84页
Linux 操作系统下 c 语言编程入门 gcc -c $< mytool1.o:mytool1.c mytool1.h gcc -c $< mytool2.o:mytool2.c mytool2.h gcc -c $< 经过简化后我们的 Makefile 是简单了一点,不过人们有时候还想简单一点.这里我们学习 一个 Makefile 的缺省规则 ..c.o: gcc -c $< 这个规则表示所有的 .o 文件都是依赖与相应的.c 文件的.例如 mytool.o 依赖于 mytool.c 这样 Makefile 还可以变为: # 这是再一次简化后的 Makefile main:main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o $@ $^ ..c.o: gcc -c $< 好了,我们的 Makefile 也差不多了,如果想知道更多的关于 Makefile 规则可以查看相应的 文档. 3.程序库的链接 试着编译下面这个程序 /* temp.c */ #include <math.h> int main(int argc,char **argv) { double value; printf(“Value:%f\n”,value); } 这个程序相当简单,但是当我们用 gcc -o temp temp.c 编译时会出现下面所示的错误. /tmp/cc33Kydu.o: In function `main': /tmp/cc33Kydu.o(.text+0xe): undefined reference to `log' collect2: ld returned 1 exit status 出现这个错误是因为编译器找不到 log 的具体实现.虽然我们包括了正确的头文件,但是我 们在编译的时候还是要连接确定的库.在 Linux 下,为了使用数学函数,我们必须和数学库 连接,为此我们要加入 -lm 选项. gcc -o temp temp.c -lm 这样才能够正确的编译.也许 有人要问,前面我们用 printf 函数的时候怎么没有连接库呢?是这样的,对于一些常用的函 数的实现,gcc 编译器会自动去连接一些常用库,这样我们就没有必要自己去指定了. 有时 候我们在编译程序的时候还要指定库的路径,这个时候我们要用到编译器的 -L 选项指定 路径.比如说我们有一个库在 /home/hoyt/mylib 下,这样我们编译的时候还要加上 -L/h ome/hoyt/mylib.对于一些标准库来说,我们没有必要指出路径.只要它们在起缺省库的路 径下就可以了.系统的缺省库的路径/lib /usr/lib /usr/local/lib 在这三个路径下面 的库,我们可以不指定路径. 还有一个问题,有时候我们使用了某个函数,但是我们不知道库的名字,这个时候怎么办呢 ?很抱歉,对于这个问题我也不知道答案,我只有一个傻办法.首先,我到标准库路径下面去 第 4 页 共 84 页
Linux操作系统下c语言编程入门 找看看有没有和我用的函数相关的库我就这样找到了线程 thread函数的库文件(lbp thread. a.当然,如果找不到,只有一个笨方法比如我要找sin这个函数所在的库.就只 好用nm-o/iby* solgrep sin>-/sin命令然后看~/sin文件到那里面去找了.在s in文件当中我会找到这样的一行ibm-2.1.2so0000a0wsin这样我就知道了sin在 ibm-2.1.2.so库里面我用-m选项就可以了(去掉前面的lb和后面的版本标志,就剩 下m了所以是-m).如果你知道怎么找请赶快告诉我我回非常感激的谢谢! 4程序的调试 我们编写的程序不太可能一次性就会成功的在我们的程序当中会出现许许多多我 们想不到的错误这个时候我们就要对我们的程序进行调试了 最常用的调试软件是gdb如果你想在图形界面下调试程序,那么你现在可以选择 xxgdb记 得要在编译的时候加入-g选项关于gdb的使用可以看gdb的帮助文件由于我没有用过这 个软件所以我也不能够说出如何使用.不过我不喜欢用gdb跟踪一个程序是很烦的事情 ,我一般用在程序当中输出中间变量的值来调试程序的当然你可以选择自己的办法,没有 必要去学别人的现在有了许多IDE环境,里面已经自己带了调试器了你可以选择几个试 试找出自己喜欢的一个用 5头文件和系统求助 有时候我们只知道一个函数的大概形式,不记得确切的表达式或者是不记得着函数 在那个头文件进行了说明这个时候我们可以求助系统 比如说我们想知道 fread这个函数的确切形式,我们只要执行 man fread系统就会输出着 函数的详细解释的和这个函数所在的头文件< stdio h>说明了.如果我们要wrte这个函 数的说明,当我们执行 man write时输出的结果却不是我们所需要的.因为我们要的是w rite这个函数的说明,可是出来的却是 write这个命令的说明为了得到wrte的函数说明 我们要用man2wite.2表示我们用的wrte这个函数是系统调用函数还有一个我们常 用的是3表示函数是C的库函数 记住不管什么时候,man都是我们的最好助手 好了,这一章就讲这么多了,有了这些知识我们就可以进入激动人心的 Linux下的C程序探 险活动 2) Linux程序设计入门进程介绍 Linux下进程的创建 前言: 这篇文章是用来介绍在Lnux下和进程相关的各个概念我们将会学到 进程的概念 进程的身份 进程的创建 守护进程的创建 1。进程的概念 Linux操作系统是面向多用户的在同一时间可以有许多用户向操作系统发出各种命 令那么操作系统是怎么实现多用户的环境呢?在现代的操作系统里面都有程序和进程 的概念那么什么是程序,什么是进程呢?通俗的讲程序是一个包含可以执行代码的文件 ,是一个静态的文件.而进程是一个开始执行但是还没有结束的程序的实例就是可执行文 第5页共84页
Linux 操作系统下 c 语言编程入门 找看看有没有和我用的函数相关的库,我就这样找到了线程(thread)函数的库文件(libp thread.a). 当然,如果找不到,只有一个笨方法.比如我要找 sin 这个函数所在的库. 就只 好用 nm -o /lib/*.so|grep sin>~/sin 命令,然后看~/sin 文件,到那里面去找了. 在 s in 文件当中,我会找到这样的一行 libm-2.1.2.so:00009fa0 W sin 这样我就知道了 sin 在 libm-2.1.2.so 库里面,我用 -lm 选项就可以了(去掉前面的 lib 和后面的版本标志,就剩 下 m 了所以是 -lm). 如果你知道怎么找,请赶快告诉我,我回非常感激的.谢谢! 4.程序的调试 我们编写的程序不太可能一次性就会成功的,在我们的程序当中,会出现许许多多我 们想不到的错误,这个时候我们就要对我们的程序进行调试了. 最常用的调试软件是 gdb.如果你想在图形界面下调试程序,那么你现在可以选择 xxgdb.记 得要在编译的时候加入 -g 选项.关于 gdb 的使用可以看 gdb 的帮助文件.由于我没有用过这 个软件,所以我也不能够说出如何使用. 不过我不喜欢用 gdb.跟踪一个程序是很烦的事情 ,我一般用在程序当中输出中间变量的值来调试程序的.当然你可以选择自己的办法,没有 必要去学别人的.现在有了许多 IDE 环境,里面已经自己带了调试器了.你可以选择几个试 一试找出自己喜欢的一个用. 5.头文件和系统求助 有时候我们只知道一个函数的大概形式,不记得确切的表达式,或者是不记得着函数 在那个头文件进行了说明.这个时候我们可以求助系统. 比如说我们想知道 fread 这个函数的确切形式,我们只要执行 man fread 系统就会输出着 函数的详细解释的.和这个函数所在的头文件<stdio.h>说明了. 如果我们要 write 这个函 数的说明,当我们执行 man write 时,输出的结果却不是我们所需要的. 因为我们要的是 w rite 这个函数的说明,可是出来的却是 write 这个命令的说明.为了得到 write 的函数说明 我们要用 man 2 write. 2 表示我们用的 write 这个函数是系统调用函数,还有一个我们常 用的是 3 表示函数是 C 的库函数. 记住不管什么时候,man 都是我们的最好助手. ------------------------------------------------------------------------ 好了,这一章就讲这么多了,有了这些知识我们就可以进入激动人心的 Linux 下的 C 程序探 险活动. 2)Linux 程序设计入门--进程介绍 Linux 下进程的创建 前言: 这篇文章是用来介绍在 Linux 下和进程相关的各个概念.我们将会学到: 进程的概念 进程的身份 进程的创建 守护进程的创建 -------------------------------------------------------------------------------- 1。进程的概念 Linux 操作系统是面向多用户的.在同一时间可以有许多用户向操作系统发出各种命 令.那么操作系统是怎么实现多用户的环境呢? 在现代的操作系统里面,都有程序和进程 的概念.那么什么是程序,什么是进程呢? 通俗的讲程序是一个包含可以执行代码的文件 ,是一个静态的文件.而进程是一个开始执行但是还没有结束的程序的实例.就是可执行文 第 5 页 共 84 页