Linux课程大作业.docx

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Linux课程大作业

Linux课程设计报告

题目

Linux课程大作业

院系

班级

姓名

指导教师

一、基础篇（给出源程序和编译运行的结果）

1、编写一个简单的c语言程序：

根据输入的两个整数求平均值并且在终端输出，通过gcc编译器得到它的汇编程序文件。

源代码（c）：

#include

doubleaverage（intm,intn）{

return（m+n）/2.0;

}

intmain（void）{

intm,n=0;

printf（"请输入两个数，回车分割\n"）;

scanf（"%d",&m）;

scanf（"%d",&n）;

printf（"%d与%d的平均值是：

%lf\n",m,n,average（m,n））;

}

源代码（汇编）：

.file"sum.c"

.text

.globlaverage

.typeaverage,@function

average:

.LFB0:

.cfi_startproc

pushl%ebp

.cfi_def_cfa_offset8

.cfi_offset5,-8

movl%esp,%ebp

.cfi_def_cfa_register5

subl$8,%esp

movl12（%ebp）,%eax

movl8（%ebp）,%edx

addl%edx,%eax

movl%eax,-4（%ebp）

fildl-4（%ebp）

fldl.LC0

fdivrp%st,%st

（1）

leave

.cfi_restore5

.cfi_def_cfa4,4

ret

.cfi_endproc

.LFE0:

.sizeaverage,.-average

.section.rodata

.align4

.LC2:

.string"\350\257\267\350\276\223\345\205\245\344\270\244\344\270\252\346\225\260\357\274\214\345\233\236\350\275\246\345\210\206\345\211\262"

.LC3:

.string"%d"

.LC4:

.string"%d\344\270\216%d\347\232\204\345\271\263\345\235\207\345\200\274\346\230\257\357\274\232%lf\n"

.text

.globlmain

.typemain,@function

main:

.LFB1:

.cfi_startproc

pushl%ebp

.cfi_def_cfa_offset8

.cfi_offset5,-8

movl%esp,%ebp

.cfi_def_cfa_register5

andl$-16,%esp

subl$48,%esp

movl$0,44（%esp）

movl$.LC2,（%esp）

callputs

movl$.LC3,%eax

leal40（%esp）,%edx

movl%edx,4（%esp）

movl%eax,（%esp）

call__isoc99_scanf

movl$.LC3,%eax

leal44（%esp）,%edx

movl%edx,4（%esp）

movl%eax,（%esp）

call__isoc99_scanf

movl44（%esp）,%edx

movl40（%esp）,%eax

movl%edx,4（%esp）

movl%eax,（%esp）

callaverage

movl44（%esp）,%ecx

movl40（%esp）,%edx

movl$.LC4,%eax

fstpl12（%esp）

movl%ecx,8（%esp）

movl%edx,4（%esp）

movl%eax,（%esp）

callprintf

leave

.cfi_restore5

.cfi_def_cfa4,4

ret

.cfi_endproc

.LFE1:

.sizemain,.-main

.section.rodata

.align8

.LC0:

.long0

.long1073741824

.ident"GCC:

（Ubuntu/Linaro4.6.3-1ubuntu5）4.6.3"

.section.note.GNU-stack,"",@progbits

执行结果：

2、编写一个c语言程序：

打印输出所有“水仙花数”，用gdb调试程序（给出步骤，至少十步以上）。

所谓“水仙花数”是指一个3位数，其各位数字立方和等于该数本身。

例如，153是一水仙花数，因为153=1³+5³+3³。

源代码：

#include

intisnumber（intnumber）{

intge=（number%100）%10;

intshi=（number/10）%10;

intbai=（number/100）;

printf（"%d\n",ge）;

printf（"%d\n",shi）;

printf（"%d\n",bai）;

inttemp=ge*ge*ge+shi*shi*shi+bai*bai*bai;

if（temp==number）{

return1;

}else{

return0;

}

}

intmain（）{

intnumber=0;

printf（"inputnumber!

\n"）;

scanf（"%d",&number）;

if（number>1000&&number<0）{

printf（"numberlimitsoutbounds!

\n"）;

}

if（isnumber（number））{

printf（"numberisformat!

\n"）;

}else{

printf（"numberisnotformat!

\n"）;

}

return0;

}

执行结果：

3、设计一个程序，要求输出n个整数（n也由键盘输入）中的最大值，并为它编写makefile文件，用make编译后修成返回最小值，再编译，观察有多少文件不需要重新编译。

源代码：

max.c

doublemax（doublem,doublen）{

if（m

returnn;

}else{

returnm;

}

}

main.c

#include

#include"define.h"

intmain（void）{

doublem,n=0;

printf（"请输入两个实数、\n"）;

scanf（"%lf",&m）;

scanf（"%lf",&n）;

printf（"%lf与%lf最大值是：

%lf\n",m,n,max（m,n））;

}

define.h

doublemax（doublem,doublen）;

makefile文件：

test:

max.omain.o

gccmax.omain.o-otest

main.o:

main.cdefine.h

gccmain.c-c

max.o:

max.c

gccmax.c-c

结果图：

改变程序后，只有max.c，main.c文件程序需要重新编译；

4、编写一个程序，求2-n间的素数，n由键盘输入，循环变量分别从2到n、2到（int）sqrt（n），分别测出两个循环的所用时间。

源代码：

#include"stdio.h"

#include"math.h"

intmain（）

{

intt1=0,t2=0;

intn;

intj,k,j2,k2;

inti,i2;

printf（"输入ｎ的值：

"）;

scanf（"%d",&n）;

for（i=2;i<=n;i++）

{

t1++;

k=sqrt（i）;

for（j=2;j

if（i%j==0）

break;

}

if（j>=k+1）{

printf（"%d是素数\n",i）;

}

}

printf（"\nn循环时间%d",t1）;

for（i2=2;i2<=（int）sqrt（n）;i2++）

{

t2++;

k2=sqrt（i2）;

for（j2=2;j2

if（i2%j2==0）

break;

}

if（j2>=k+1）{

printf（"%d是素数\n",i2）;

}

}

printf（"\nsqrt（n）循环时间%d\n",t2）;

return0;

}

编译运行效果：

5、设计一个程序，要求将10分别以十进制、八进制和十六进制输出。

程序设计：

#include

intmain（）{

intnumber=10;

printf（"十进制值：

%d\n",number）;

printf（"八进制值：

%o\n",number）;

printf（"十六进制值：

%x\n",number）;

}

运行结果：

一、提高篇（三选二，划出程序流程图，给出程序源代码和编译运行的结果）

1、设计两个程序，要求用命名管道FIFO，实现简单的文本文件或图片文件的传输功能。

流程图：

源代码：

send.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

intmain（）{

chars[128];

intfd;FILE*fp;

fp=fopen（"./a.txt","r"）;

mkfifo（"/tmp/fifo.tst",0644）;

fd=open（"/tmp/fifo.tst",O_WRONLY）;

while（fgets（s,127,fp）!

=NULL）{

write（fd,s,strlen（s））;

printf（"%s",s）;

}

close（fd）;

fclose（fp）;

unlink（"/tmp/fifo.tst"）;

return0;

}

get.c

/******************get.c*****************/

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

intmain（）{

chars[128];

intfd=open（"/tmp/fifo.tst",O_RDONLY）;

intfd2=open（"./b.txt",O_CREAT|O_WRONLY）;

memset（s,0,128）;

while（read（fd,s,128）>0）{

printf（"%s",s）;

write（fd2,s,128）;

printf（"fd2=%d\n",fd2）;

}

close（fd2）;

close（fd）;

return0;

}

运行结果：

2、设计两个程序，要求用消息队列，实现聊天程序，每次发言后自动在后面增加当前系统时间。

增加结束字符，比如最后输入“88”后结束进程。

流程图：

发送源源代码：

#include

#include

#include

#include

#include

structmsgbuf{

inttype;charptr[0];

};

intmain（intargc,char*argv[]）{

key_tkey;key=ftok（argv[1],100）;

intmsgid;msgid=msgget（key,IPC_CREAT|0600）;

pid_tpid;pid=fork（）;

if（pid==0）{

while

（1）{

printf（"plsinputmsgtosend:

"）;charbuf[128];fgets（buf,128,stdin）;

structmsgbuf*ptr=malloc（sizeof（structmsgbuf）+strlen（buf）+1）;

ptr->type=1;memcpy（ptr->ptr,buf,strlen（buf）+1）;

msgsnd（msgid,ptr,strlen（buf）+1,0）;free（ptr）;

}

}

else{

structmsgbuf{

inttype;charptr[1024];

};

while

（1）{

structmsgbufmybuf;memset（&mybuf,'\0',sizeof（mybuf））;

msgrcv（msgid,&mybuf,1024,2,0）;printf（"recvmsg:

%s\n",mybuf.ptr）;

}

}

}

接收端源代码：

#include

#include

#include

#include

#include

structmsgbuf{

inttype;

charptr[0];

};

intmain（intargc,char*argv[]）

{

key_tkey;

key=ftok（argv[1],100）;

intmsgid;

msgid=msgget（key,IPC_CREAT|0600）;

pid_tpid;

pid=fork（）;

if（pid==0）//send

{

while

（1）

{

printf（"plsinputmsgtosend:

"）;

charbuf[128];

fgets（buf,128,stdin）;

structmsgbuf*ptr=malloc（sizeof（structmsgbuf）+strlen（buf）+1）;

ptr->type=2;//sendmsgtype=2

memcpy（ptr->ptr,buf,strlen（buf）+1）;

msgsnd（msgid,ptr,strlen（buf）+1,0）;

free（ptr）;

}

}

else

{

structmsgbuf{

inttype;

charptr[1024];

};

while

（1）

{

structmsgbufmybuf;

memset（&mybuf,'\0',sizeof（mybuf））;

msgrcv（msgid,&mybuf,1024,1,0）;//recvmsgtype=2

printf（"recvmsg:

%s\n",mybuf.ptr）;

}

}

}

运行结果：

3、设计两个程序，要求用mmap系统，实现简单的聊天程序。

二、应用篇

给出程序设计思路和程序设计流程图，并给出程序源代码和编译运行的结果。

设计思路：

 要求生产者-消费者在固定的仓库空间条件下，生产者每生产一个产品将占用一个仓库空间，生产者生产的产品库存不能越过仓库的存储量，消费者每消费一个产品将增加一个仓库空间，消费者在仓库产品为零时不能再消费。

以下使用了两个信号量，一个用来管理消费者（sem_produce）,一个用来管理生产者（sem_custom）,sem_produce表示当前仓库可用空间的数量，sem_custom表示当前仓库中产品的数量。

对于生产者来说，其需要申请的资源为仓库中的剩余空间，因此，生产者在生产一个产品前需申请sem_produce信号量，当此信号量的值大于零时，即有可用空间，将生产产品，并将sem_produce值减1，同时，当其生产一个产品后，当前仓库的产品数量加1，需要将sem_custom的值自动加1.对于消费者来说，其需要申请的资源为仓库中的产品，因此，消费者在消费一个产品前需申请sem_custom信号量，当此信号量的值大于零时，即有可用产品，将消费一个产品，并将sem_custom值减1，同时，当其消费一个产品后，当前仓库的剩余空间加1，需要sem_produce的值自动加。

1、生产者-消费者问题模拟程序。

流程图：

生产者源代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

intsem_id;

voidinit（）

{

key_tkey;

intret;

unsignedshortsem_array[2];

unionsemun

{

intval;

structsemid_ds*buf;

unsignedshort*array;

}arg;

key=ftok（".",'s'）;

sem_id=semget（key,2,IPC_CREAT|0644）;

sem_array[0]=0;//identifytheproductor

sem_array[1]=100;//identifythespace

//printf（"settheproductorinitvalueis0\nsetthespaceinitvalueis100\n"）;

arg.array=sem_array;

ret=semctl（sem_id,0,SETALL,arg）;

if（ret==-1）

printf（"SETALLfailed（%d）\n",errno）;

//printf（"\nreadthenumber\n"）;

printf（"productorinitis%d\n",semctl（sem_id,0,GETVAL））;

printf（"spaceinitis%d\n\n",semctl（sem_id,1,GETVAL））;

}

voiddel（）

{

semctl（sem_id,IPC_RMID,0）;

}

intmain（intargc,char*argv[]）

{

structsembufsops[2];

sops[0].sem_num=0;

sops[0].sem_op=1;

sops[0].sem_flg=0;

sops[1].sem_num=1;

sops[1].sem_op=-1;

sops[1].sem_flg=0;

init（）;

printf（"thisisproductor\n"）;

while

（1）

{

printf（"\n\nbeforeproduce:

\n"）;

printf（"productornumberis%d\n",semctl（sem_id,0,GETVAL））;

printf（"spacenumberis%d\n",semctl（sem_id,1,GETVAL））;

semop（sem_id,（structsembuf*）&sops[1],1）;//getthespacetoinstoretheproductor

printf（"nowproducing......\n"）;

semop（sem_id,（structsembuf*）&sops[0],1）;//nowtellthecustomercanbucusume

printf（"\nafterproduce\n"）;

printf（"spacesnumberis%d\n",semctl（sem_id,1,GETVAL））;

printf（"productornumberis%d\n",semctl（sem_id,0,GETVAL））;

sleep（4）;

}

del（）;

}

消费者源代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

intsem_id;

voidinit（）

{

key_tkey;

key=ftok（".",'s'）;

sem_id=semget（key,2,IPC_CREAT|0644）;

//printf（"semidis%d\n",sem_id）;

}

intmain（intargc,char*argv[]）

{

init（）;

structsembufsops[2];

sops[0].sem_num=0;

sops[0].sem_op=-1;

sops[0].sem_flg=0;

sops[1].sem_num=