Linux程序设计知识点整理Word文档下载推荐.docx

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-lname:

链接时搜索指定的库文件

-DMACRO[=DEFN]:

定义MACRO宏

Gcc过程：

预处理、编译、汇编、链接

GDB使用

设置断点、监视变量值、单步执行、修改变量值

make[-ffilename][targetname]

Shell编程

一、Shell概述

1、Shell

用户和操作系统之间的接口、作为核外程序而存在

2、Shell的双重角色

1）、命令解释程序

（1）Linux的开机启动过程：

加载BIOS；

读取MBR（MasterBootRecord）；

BootLoader；

加载内核；

用户层init依据inittab文件来设定运行等级；

init进程执行rc.sysinit；

启动内核模块；

执行不同运行级别的脚本程序；

执行/etc/rc.d/rc.local；

执行/bin/login程序，进入登录状态

（2）进程树：

进程树是一种进程关系表示方法。

由父进程和子进程两部分组成。

（3）Shell的工作步骤：

打印提示符；

得到命令行；

解析命令；

查找文件；

准备参数；

执行命令

2）独立的程序设计语言解释器

（1）KISS（KeepItSmallandStupid）

（2）Reusabletools

（3）Redirectionandpipe

二、创建和执行Shell程序

1、编写脚本文件（注释、退出码（exit0））

2、执行脚本文件

方法1：

$shscript_file

方法2：

chmod+xscript_file（chown,chgrpoptionally）

./script_file

方法3：

sourcescript_file,or.script_file

1、在当前bash环境下新建一个子shell来执行这个脚本，继承父Shell的环境变量，用于执行刚修改的初始化文档，

2、这些子shell（即子进程）使脚本并行地，有效率地地同时运行脚本内的多个子任务。

由于是在子shell中执行，脚本设置的变量不会影响当前shell。

3、source的程序主体是bash，脚本中的$0变量的值是bash，而且由于作用于当前bash环境，脚本中set的变量将直接起效

三、Shell程序设计的语法

1、变量

1、用户变量：

（1）定义：

用户在shell脚本里定义的变量

（2）赋值和使用：

var=value

echo$var

（3）read命令：

（read-p"

Enteryourname:

"

name）

readvar或read

REPLYvariable（环境变量REPLY中包含输入的所有数据，可以像使用其他变量一样在shell脚本中使用环境变量REPLY，当然，在引用的时候不要忘记$）

-s：

默读、在输入密码时用的到

-t：

计时输入，后接等待秒数

（4）引号的用法：

双引号作用：

$,\,`这些字符的特殊含义还是存在

单引号：

忽略所有的特殊字符

2、用户环境

（1）.bash_profile,.bash_logout,.bashrcfiles

.bash_profile:

用户登录时被读取，其中包含的命令被bash执行

.bashrc:

启动一个新的shell时读取并执行

.bash_logout:

登录退出时读取执行

（2）Alias：

alias[别名]=[指令名称]，若不加任何参数，则列出目前所有的别名设置。

alias的效力仅及于该次登入的操作。

若要每次登入是即自动设好别名，可在/etc/profile或自己的~/.bashrc中设定指令的别名。

Unalias[别名]

（3）环境变量：

export[-fnp][变量名称]=[变量设置值]

-f　代表[变量名称]中为函数名称。

-n　删除指定的变量。

变量实际上未删除，只是不会输出到后续指令的执行环境中。

-p　列出所有的shell赋予程序的环境变量。

env：

显示当前用户的环境变量；

set：

用set命令可以设置各种shell选项或者列出shell变量

-a标示已修改的变量，以供输出至环境变量。

-b使被中止的后台程序立刻回报执行状态。

-C转向所产生的文件无法覆盖已存在的文件。

-dShell预设会用杂凑表记忆使用过的指令，以加速指令的执行。

-d参数可取消。

-e若指令传回值不等于0，则立即退出shell。

-f取消使用通配符。

-h自动记录函数的所在位置。

-HShell可利用"

!

加<

指令编号>

的方式来执行history中记录的指令。

-k指令所给的参数都会被视为此指令的环境变量。

-l记录for循环的变量名称。

-m使用监视模式。

-n只读取指令，而不实际执行。

-p启动优先顺序模式。

-P启动-P参数后，执行指令时，会以实际的文件或目录来取代符号连接。

-t执行完随后的指令，即退出shell。

-u当执行时使用到未定义过的变量，则显示错误信息。

-v显示shell所读取的输入值。

-x执行指令后，会先显示该指令及所下的参数。

+<

参数>

取消某个set曾启动的参数。

3、环境变量（Shell环境提供的变量。

通常使用大写字母做名字）

4、参数变量和内部变量

调用脚本程序时如果带有参数，对应的参数和额外产生的一些变量。

2、条件测试

1、字符串比较

2、算数比较

3、与文件有关的条件测试

4、逻辑操作

5、条件语句

（1）形式：

（紧凑形式;

（同一行上多个命令的分隔符））

if[expression]

then

statements

elif[expression]

elif…

else

fi

6、case语句

casestrin

str1|str2）statements;

;

str3|str4）statements;

*）statements;

Esac

3、重复语句

1、for语句：

适用于对一系列字符串循环处理

forvarinlist

do

done

例：

#!

/bin/sh

forfilein$（lsf*.sh）;

do

lpr$file

exit0

2、while语句

whilecondition

3、until语句（不推荐使用）

untilcondition

4、Select语句：

生成菜单列表

selectiteminitemlist

4、命令表业语句块

1、命令表

（1）命令组合

分号串联：

command1;

command2;

…

条件组合：

AND命令表：

只有在&

&

左边的命令返回真，&

右边的命令才会被执行

格式：

statement1&

statement2&

statement3&

OR命令表：

只有在||左边的命令返回假，||右边的命令才会被执行。

statement1||statement2||statement3||…

2、语句块

（1）形式

{

statement1

statement2

}

或{statement1;

statement2;

…;

}

5、函数

[function]funcname（）

{

[returnint]

（2）局部变量：

局部变量只适用于当前shell，local关键字

（3）函数的调用：

funcpara1para2…

6、其他

1、杂项命令：

break:

从for/while/until循环退出

continue:

跳到下一个循环继续执行

exitn:

以退出码”n”退出脚本运行

return:

函数返回

export:

将变量导出到shell，使之成为shell的环境变量

set:

为shell设置参数变量

unset:

从环境中删除变量或函数

trap:

指定在收到操作系统信号后执行的动作

“:

”（冒号命令）:

空命令

“.”（句点命令）或source:

在当前shell中执行命令

2、find命令

find[path][options][tests][actions]

Options

Tests

可以用操作符进行组合测试：

！

（-not）；

-a（-and）；

-o（-or）

可以用圆括号来强制测试和操作符的优先级，需要用到转义字符\

find.\（-name"

_*"

-or-newerwhile2\）-typef–print

-amin<

n>

、-anewer<

file>

、-atime<

-cmin<

、-cnewer<

、-ctime<

-empty、-gid<

or-group<

name>

、-pid<

-name<

-iname<

-size<

n单位>

、-type<

c>

-ipath<

p>

-path<

路径名符合p的文件，ipath表示忽略大小写

actions

3、grep命令（用于在文件中查找字符串）

grep[OPTIONS]PATTERN[FILES]

（2）正则表达式：

广泛用于Linux和许多其他编程语言中，基本原理都是一样的

注：

上表中的括号需要使用转移字符’\’，如grep–E[a-z]\{10\}words2.txt

4、捕获命令输出

（1）语法：

$（command）

`command`

（2）例：

echo“Thecurrentdirectoryis$PWD”

echo“Thecurrentdirectoryis$（pwd）”

5、算数扩展

（1）expr命令（支持的operator包括）

exprargumentoperatorargument

（2）$（（…））扩展

x=$（（$x+1））

6、参数扩展

i=0

while[“$i”–ne10];

touch“${i}_tmp”

i=$（（$i+1））

7、即时文档

在shell脚本中向一条命令传送输入数据

/bin/bash

cat<

<

!

CATINPUT!

Hello,thisisaheredocument.

8、shell脚本调试

*sbin/service：

它本身是一个shell脚本程序，作用就是获取传递给它的两个参数：

$1$2，分别是服务名和对该服务的动作。

然后调用/etc/rc.d/init.d/服务名称（$1），并给该服务脚本传递你指定的动作（$2）。

例如：

servicehttpdstop

本身就是执行：

/etc/rc.d/init.d/httpdstop。

由httpd脚本去控制httpd服务的停止动作（stop）。

文件系统

1、文件系统定义

1、基本定义

文件：

一个可以被读写的对象。

文件有一定的属性，包括访问权限和类型

文件系统：

文件和其某一些属性的集合。

它为指向文件的序列号提供了一个名空间文件系统由三部分组成：

与文件管理有关软件、被管理文件以及实施文件管理所需数据结构。

文件类型：

regularfile、characterspecialfile、blockspecialfile、fifo、socket、symboliclink、directory（普通文件、特殊字符文件、块文件、命名管道、套接字、符号连接、目录）

文件结构：

Bytestream;

noparticularinternalstructure（字节流、无特殊内部构造的文件）

*ls–l命令

2、文件系统层次结构

3、文件系统的多种含义：

（1）一种特定的文件格式（Ext2、FAT16、NTFS、FAT32）

（2）指按照特定格式“格式化”的一块存储介质（“安装”、“卸载”一个文件系统）

（3）指操作系统中（通常指在内核中）用来管理文件系统以及对文件进行操作的机制及其实现

4、创建一个文件系统

（1）创建一个文件：

ddif=/dev/zeroof=/work/file.imgbs=1kcount=10000

（2）用作块设备：

losetup/dev/loop0/work/file.img

mke2fs–c/dev/loop010000

mkdir/mnt/testfs

mount–te2fs/dev/loop0/mnt/testfs

5、Linux中的文件系统（VFS：

VirtualFilesystemSwitch）

（1）每个进程通过“打开文件”（open（））与具体的文件建立起连接，或者说建立起一个读写的上下文。

这种连接以一个file数据结构为代表，结构中有个file_operations结构指针f_op。

（2）将file结构中的指针f_op设置成指向某个具体的file_operations结构变量，就指定了这个文件所属的文件系统，并与具体文件系统所提供的一组函数挂上了钩

VFS模型是虚拟的，只在内存中出现，包含如下组成：

superblock、i-nodeobject、fileobject、dentryobject

（1）超级块（superblock，了解数据结构）：

s_list：

指向超级块链表的指针

*s_type：

文件系统类型

*s_op：

超级块方法

s_instances：

该类型文件系统

（2）索引节点（inode，了解数据结构）：

*i_op：

索引节点操作表

*i_fop：

该索引节点对应文件的文件操作集

*i_sb：

相关的超级块

（3）目录（dentry，了解数据结构）

目录项对象，一个路径的各个组成部分，不管是目录还是文件，都是一个dentry对象

*d_inode：

相关的索引节点

*d_parent：

父目录的目录项对象

d_name：

目录项的名字

d_subdirs：

子目录

*d_op：

目录项操作表

*d_sb：

文件超级块

目录项布局：

目录项内容包括索引节点编号,目录项名称长度以及名称本身。

（4）文件（file）

已打开的文件在内存中的表示：

6、进程和文件系统

7、Ext2文件系统

（1）GDT（groupdescriptortable）

每个块组信息，例如inode表起始位置；

数据区起始位置，所有这些块组描述符构成GDT；

每个group中都有一份GDT，以做备份

（2）Blockbitmap:

块位图

描述blockgroup中每个block是否被使用；

本身占据一个block，每个block占据一个bit，假设block大小是1024byte；

那么总共可以描述：

1024*8=8192个block信息，1：

表示已占用；

0表示未占用

（3）Inodebitmap

（4）Inodetable

块组中所有的inode构成inode表，每个inode对应一个物理文件；

Inodetable的空间大小在格式化时候决定；

Mke2fs默认块组有多少个8KB，就分配多少个inode

（5）datablock

对于常规文件，文件的数据存储在数据块中

目录文件：

该目录下所有的文件名和目录名存储在数据块中

符号链接：

如果目标路径名较短则直接保存在inode中以便更快地查找，如果目标路径名较长则分配一个数据块来保存

设备文件：

fifo，socket文件等没有数据块，设备文件的major，minornumber保存在inode中

*目录：

一种特殊文件,其文件内容是该目录中的目录项

8、HardLink、SoftLink

（1）Hardlink

不同的文件名对应同一个inode

不能跨越文件系统

对应系统调用link

（2）Symboliclink

存储被链接文件的文件名（而不是inode）实现链接

可跨越文件系统

对应系统调用symlink

9、数据块寻址

（1）Inode->

block[15]数组

（2）Block[12-14]:

间接索引

Block[12]:

b/4

Block[13]:

b/4*b/4

Block[14]:

b/4*b/4*b/4

2、系统调用和库函数

1、比较：

相同点：

都以C函数的形式出现

不同点：

系统调用：

Linux内核的对外接口;

用户程序和内核之间唯一的接口;

提供最小接口

库函数：

依赖于系统调用;

提供较复杂功能

2、可缓冲和非缓冲的I/O

（1）UnbufferedI/O

read/write->

Systemcalls

Filedescriptor

不在标准化C中，但是存在于POSIX.1和XPG3

（2）BufferedI/O

用标准I/O实现

处理很多细节,如缓存分配,以优化长度执行I/O等.

Stream->

apointertoFILE

3、基本I/O系统调用

1、文件描述符：

无符号整数表示的句柄

在<

unistd.h>

中定义的：

STDIN_FILENO（0）,STDOUT_FILENO

（1）,STDERR_FILENO

（2）‏

打开文件操作基本流程：

open-read/write-[lseek]-close

2、基本I/O操作

3、错误处理

（1）采用UNIX风格，返回错误代号”errno”，errno变量和错误代码都在头文件/usr/include/errno.h中定义

（2）strerror&

perror

char*strerror（interrnum）;

voidperror（constchar*msg）;

4、open/creat函数（打开或者有可能创建一个文件）

#include<

sys/types.h>

sys/stat.h>

fcntl.h>

intopen（constchar*pathname,intflags）;

intopen（constchar*pathname,intflags,mode_tmode）;

intcreat（constchar*pathname,mode_tmode）;

*creat（pathname,mode）等价于open（pathname,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,mode）‏

返回值：

成功时返回文件的描述符，失败时返回-1

参数：

（1）flags（除了O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR以外的）：

O_APPEND：

以追加方式打开

O_TRUNC:

：

如果文件已经存在并且是一个普通文件且打开方式允许写操作，则文件长度被截0

O_CREAT：

如果文件不存在则创建

O_EXCL：

如果文件已经存在则错误返回

（2）mode：

如果新文件被创建设置其属性

*umask机制：

新创建文件的权限为：

mode&

~umask

目录默认：

777，文件默认：

666

5、close函数

intclose（intfd）;

成功则返回0，失败则返回1

6、read/write函数

ssize_tread（intfd,void*buf,size_tcount）;

返回值:

读到的字节数，若已到文件尾为0，若出错为-1

ssize_twrite（intfd,constvoid*buf,size_tcount）;

若成功为已写的字节数，若出错为-1

7、lseek函数：

定位文件中的读写位置

off_tlseek（intfildes,off_toffset,intwhence）;

如果成功则返回地址的偏移量，失败则返回-1

参数whence：

SEEK_SET:

从文件开头计算偏移量

SEEK_CUR:

从文件当前的位置开始计算偏移量

SEEK_END:

从文件结尾的位置开始计算偏移量

8、dup/dup2函数：

复制文件描述符

*文件描述符在形式上是一个非负整数。

实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。

dup返回新的文件文件描述符（没有用的文件描述符最小的编号）。

dup2可以让用户指定返回的文件描述符的值，如果需要，则首先接近newfd的值，他通常用来重新打开或者重定向一个文件描述符。

intdup（intoldfd）;

intdup2（intoldfd,intnewfd）;

成功则返回文件新的描述符，失败则返回-