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Linux操作系统课程设计

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2020年4月19日
文档仅供参考
Linux操作系统课程设计
班级：计算机13-2 学号： 姓名：谢甲山 成绩：

一、利用Linux有关系统调用函数编写一个简单的文件管理工具，要求实现以下功能(可在任意目录下操作)。
功能
说明(提示)
1.创立新文件
open()，close()
2.写文件
open()，write()
3.读文件
read()
4.复制文件
read()，write()
5.查看文件权限
需使用execv()函数执行”ls -l”命令实现
6.修改文件权限
chmod()
7.创立目录
mkdir()
8.查看当前路径与目录
类同5
9.删除目录
rmdir()
10.切换目录
chdir()
11.建立文件链接
link()
0.退出
exit()
二、经过访问/proc文件系统来获取系统的当前信息，包括：
(1)进程信息。包括：进程名称、运行状态、PID、优先级、内存使用量。可结束任一进程。
(2)系统信息。包括：处理器信息(CPU名称、CPU频率、CPU类型、缓存大小)，操作系统信息(系统类型、系统版本、GCC编译版本)。
(3)内存资源。包括：内存和缓冲区(内核使用情况(已用、剩余、中共)、交换区使用情况(已用、剩余、中共))，CPU使用率(各个核的使用率)。
(4)模块信息。包括：模块名称、内存使用、使用次数。可卸载任一模块。

一、利用Linux有关系统调用函数编写一个简单的文件管理工具
程序代码：
#filehandler.h
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <fstream>
#include <unistd.h>
using namespace std;

int showmenu() //显示菜单，在主函数中循环调用。返回用户选择的选项。
{
int option;
cout<<"1.创立新文件\n";
cout<<"2.写文件\n";
cout<<"3.读文件\n";
cout<<"4.复制文件\n";
cout<<"5.查看文件权限\n";
cout<<"6.修改文件权限\n";
cout<<"7.创立目录\n";
cout<<"8.查看当前路径与目录\n";
cout<<"9.删除目录\n10.切换目录\n";
cout<<"11.建立文件链接\n0.退出\n";
cin>>option;
return option;
}

void createfile() //以用户输入的文件名创立新文件
{
string filename;
cout<<"input the filename\n";
cin>>filename;
ofstream of;
of.open(filename.c_str ());
if (!of)
{
cerr<<"open fail"<<endl;
}
of.close();
}

void insert() //写入用户指定的内容到指定文件
{
string filename, msg;
cout<<"input the filename\n";
cin>>filename;
cout<<"input something you want to insert\n";
cin>>msg;
ofstream out;
out.open(filename.c_str ());
if (!out)
{
cerr<<"open fail"<<endl;
}
out<<msg.c_str();
out.close();

}

void readfile() //读取文件内容并显示
{
string filename;
cout<<"input the filename\n";
cin>>filename;

ifstream in;
in.open(filename.c_str ());
if (!in)
{
cerr<<"open fail"<<endl;
}

char buffer[1024];
while (!in.eof())
{
in.getline(buffer,100);

}
cout<<"===>"<<buffer<<endl;
in.close();
}

void copyfile() //复制文件
{
string ifilename;
cout<<"input the filename of old file\n";
cin>>ifilename;

/*将文件内容读取到buffer中*/
ifstream in;
in.open(ifilename.c_str ());
if (!in)
{
cerr<<"open fail"<<endl;
}
char buffer[1024];
while (!in.eof())
{
in.getline(buffer,100);

}
in.close();

/*将buffer中的内容写入新文件*/
string ofilename, msg;
cout<<"input the filename of new file \n";
cin>>ofilename;
ofstream out;
out.open(ofilename.c_str ());
if (!out)
{
cerr<<"open fail"<<endl;
}
out<<buffer;
out.close();
}

void executecommand(const char * command, char * const* argv) //在子进程中执行路径为//command的程序，参数在argv中
{

int pid = fork();
if (pid == 0)
{
if (execv(command, argv) == -1)
{
cout<<"===>error\n";
}
}
else
sleep(1); //等待子进程执行完毕
}

#filehanlder.cpp
#include <iostream>
#include "filehandler.h"
using namespace std;

int main()
{
while (true) //keeping showing the menu
{
int option;
option = showmenu();

switch(option)
{
case 1: //创立新文件
createfile();
break;

case 2: //写入
insert();
break;

case 3: //读取
readfile();
break;

case 4: //复制
copyfile();
break;

case 5: //查看权限
{
char * argv[] = {"ls","-l",NULL};
char * path = "/bin/ls";
executecommand(path, argv);
break;
}

case 6: //修改权限
{
string filename;
string mod;
cout<<"input the filename\n";
cin>>filename;
cout<<"input the mode， r=4,w=2,x=1。 example:777 is rwxrwxrwx\n";
cin>>mod;
char f[20],m[10];
char * argv[] = { "chmod",
strcpy(m, mod.c_str()),
strcpy(f, filename.c_str()),
NULL};
char * path = "/bin/chmod";
executecommand(path, argv);
break;
}

case 7: //创立目录
{
string foldername;
cout<<"input the foldername\n";
cin>>foldername;
char f[20];
char * argv[] = {"mkdir",
strcpy(f, foldername.c_str()),
NULL};
char * path = "/bin/mkdir";
executecommand(path, argv);
break;
}

case 8: //查看当前路径
{
char * argv[] = {"pwd", NULL};
char * path = "/bin/pwd";
executecommand(path, argv);
break;
}

case 9: //切换目录
{

string foldername;
cout<<"input the foldername\n";
cin>>foldername;
char f[20];
char * argv[] = {"rm",
strcpy(f, foldername.c_str()),
"-r",
NULL};
char * path = "/bin/rm";
executecommand(path, argv);
break;
}

case 10: //切换目录
{
string dir;
cout<<"input the path you want to be \n";
cin>>dir;
char p[30];
if (chdir(strcpy(p, dir.c_str())) == -1)
{cout<<"fail to change dir"<<endl;}
break;
}

case 11: //建立文件连接
{
string oldpath,newpath;
cout<<"input old path \n";
cin>>oldpath;
cout<<"input new path\n";
cin>>newpath;

char np[30],op[34];

if (link(strcpy(op, oldpath.c_str()), strcpy(np, newpath.c_str())) == -1)
{cout<<"fail to change dir"<<endl;}
break;
}

case 0:
return 0;

default:
cout << "请选择0到11" << endl;
break;
}
cout<<"\n";
}
}
程序分为filehandler.h和filehandler.cpp两部分，主要功能保存在filehandler,h中，由showmenu()函数显示菜单，createfile()函数创立新文件，insert()函数写文件，readfile()函数读文件，copyfile()函数复制文件，executecommand()函数执行命令。filehandler.pp文件中，主函数为一个死循环，调用showmenu()函数显示菜单、获取用户选择的选项，之后经过switch匹配相应的函数。

实验截图：

之后运行程序，显示菜单，接着我们一个一个功能测试

选择功能1并输入文件名后，能够看到文件夹中确实创立了新文件

选择功能2之后、输入要写入的文件的文件名，再输入要写入的内容

选择功能3之后，输入要读取的文件的文件名，在提示符” ===》”之后的是文件内容

选择功能4，依次输入旧文件名，新文件名

选择功能5，调用命令ls查看权限

选择功能6，输入文件名xiexie，并输入777之后再选择功能5，能够看到test2的权限变成了rwxrwxrwx

选择功能7，输入新目录的名字

选择功能8，查看当前目录

选择功能9，输入刚才创立的目录的目录名，确实删除了

选择功能10，切换到/home目录

经过功能10切换会之前的shiyan6目录之后，选择功能11，创立filehandler.h的文件连接

二、经过访问/proc文件系统来获取系统的当前信息
程序代码：
//File.c

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<syslog.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include <wchar.h>
void menu(void);
void PIF(void);
void SIF(void);
void MIF(void);
void BIF(void);

int main() {
int choose;
menu();
scanf("%d",&choose);
while(choose!=0) {
switch(choose) {
case 1:PIF();
break;
case 2:SIF();
break;
case 3:MIF();
break;
case 4:BIF();
break;
default:printf("**************没有该选项，请重新输入**************\n");
}
menu();
scanf("%d",&choose);
}
return 0;
}

void menu(void) {
printf("*************************************** \n");
printf("*********亲爱的用户请输出你需要的操作********* \n");
printf("**************1.查看进程信息***************** \n");
printf("**************2.查看系统信息*************** \n");
printf("**************3.查看内存资源************** \n");
printf("**************4.查看模块信息************** \n");
printf("**************0.退出该系统************** \n");
printf("*************************************** \n");
printf("**************请输入1-4*************\n");
}

void PIF(void) {
char *pa = "/usr/bin/X11/top";
char *arg[4] = {"top", NULL};
if(fork()==0) {
printf("*****现在正在进入进程信息界面****** \n");
execv(pa,arg);
printf("ps:在该界面你能够输入k进行杀死进程，输入k之后再输入进程编号（PID）号\n");
printf("ps:如果你想要退出该界面，能够输入q进行退出 \n");
}else{
wait(0);
}
}

void SIF(void) {
printf("------------------------------------- \n");
printf("*** 系统信息如下 *** \n");
printf("------------------------------------- \n");
if(fork()==0) {
execlp("/bin/cat","cat","/proc/version",NULL);

}else{
wait(0);
}
printf("------------------------------------- \n");
printf("*** 处理器信息如下*** *** \n");
printf("------------------------------------- \n");
if(fork()==0) {
execlp("/bin/cat","cat","/proc/cpuinfo",NULL);

}else{
wait(0);
}
}

void MIF(void) {
printf("------------------------------------- \n");
printf("*** 有关内存的信息如下*** \n");
printf("------------------------------------- \n");
if(fork()==0) {
execlp("/bin/cat","cat","/proc/meminfo",NULL);

}else{
wait(0);
}
}

void BIF(void){
printf("------------------------------------- \n");
printf("*** 所有模块信息如下（谨慎卸载）*** \n");
printf("------------------------------------- \n");
char *path = "/bin/lsmod";
char *argv[4] = {"lsmod", NULL};
if(fork()==0) {
execv(path,argv);

}else{
wait(0);
}
printf("------------------------------------- \n");
char name[1024];
printf("***请输入你所需要卸载的模块名：*** \n");
scanf("%s", name);
char *pa="/sbin/rmmod";
char *ar[4]={"rmmod",name,NULL};

if(fork()==0) {
execv(pa,ar);
}else{
wait(0);
printf("卸载成功！\n");
}
}
实验截图：

进程信息：

杀死进程：

系统信息：

内存模块：
模块信息：
卸载模块：

卸载成功：

实验总结：
经过这次课程设计，让我明白如何利用Linux有关系统调用函数编写一个简单的文件管理工具，如何写程序经过访问/proc文件系统来获取系统的当前信息，虽然大一只学了C++,可是c与C++有很多相似之处，经过查看资料还是能搞明白。