實驗2 linux下基本程式設計
一、實驗目的
1.掌握vim編譯器
2.掌握gcc編譯器的使用
3.了解fork()程式
二、實驗工具與裝置
1．實驗裝置：計算機（帶cd-rom）一台。
三、實驗預備知識
1. vim的編輯器
vim有三種模式：命令模式、插入模式、最後行模式。
命令模式：
剛啟動vim後，就處於該模式。在此模式下，允許用vim的子命
x命令：刪除游標上面的字元。
方向鍵：移動游標。
i命令：進入插入模式，可在當前游標處插入字元。
a命令：進入插入模式，可在當前游標後插入字元。
r命令：從當前游標處開始替換文字。
r命令：替換當前游標處字元。
~命令：對當前游標處字母進行大小寫轉換。
dd命令：刪除游標所在行。
dw命令：刪除游標所在處字。
h命令：游標左移。
l命令：游標右移。
k命令：游標上移。
j命令：游標下移。
：命令：進入最後一行模式。
插入模式：
此模式下允許輸入文字，用回車鍵換行，esc 進入命令模式。
最後一行模式：
w命令：將檔案存檔，但不退出。
wq命令：將檔案存檔，並退出。
q! 命令：不儲存檔案並退出。
r命令：將另乙個檔案內容插入當前游標處。
2.gcc編譯器
unix 上使用的c 語言編譯器cc，在linux上的派生就是gcc。在使用vim編寫完源程
序之後，返回到shell下面，使用gcc對源程式進行編譯的命令是：
gcc 源程式
其中，「源程式」即為你編寫的以.c 為副檔名的c 語言源**檔案。
如果源**沒有語法錯誤，使用以上命令編譯，會在當前目錄下生成乙個名為a.out
的可執行檔案。如果源**有語法錯誤，則不會生成任何檔案，gcc編譯器會在shell中
提示你錯誤的地點和型別。
也可以使用以下方法編譯源**檔案，生成自命名的可執行檔案：
gcc 原始檔–o 自命名的檔名
執行當前目錄下的編譯生成的可執行檔案，使用以下格式：
./可執行檔名
3.fork() 函式說明
pid_t fork(void)
fork()會產生乙個新的子程序。該函式包含於標頭檔案unistd.h 中。其子程序會複製
父程序的資料與堆疊空間，並繼承父程序的使用者**、組**、環境變數、已開啟的文
件**、工作目錄和資源限制等。linux 使用copy-on-write(cow)技術，只有當其中一
程序試圖修改欲複製的空間時才會做真正的複製動作，由於這些繼承的資訊是複製而
來，並非指相同的記憶體空間，因此子程序對這些變數的修改和父程序並不會同步。此
外，子程序不會繼承父程序的檔案鎖定和未處理的訊號。注意，linux不保證子程序會比
父程序先執行或晚執行，因此編寫程式時要留意死鎖或競爭條件的發生。
返回值，如果fork()呼叫成功則在父程序會返回新建立的子程序**(pid)，而在新
建立的子程序中則返回0。如果fork() 失敗則直接返回-1，失敗原因存於errno中。失
敗的原因有三個：
1) 系統記憶體不夠；
2) 程序表滿（容量一般為200~400）；
3) 使用者的子程序太多（一般不超過25個）。
錯誤**：eagain 記憶體不足；enomem 記憶體不足，無法配置核心所需的資料結構空
間。四、實驗內容和步驟
實驗一：
在linux環境下，用c語言程式設計，使用系統呼叫fork建立程序多個子程序。
（1）在終端裡輸入vim a.c,啟動vi.
（2）按a或者i進入插入模式，在裡面輸入以下**。
#include "stdio.h"
#include "sys/types.h"
#include "unistd.h"
int main()
pid_t pid1;
pid_t pid2;
pid1 = fork();
pid2 = fork();
printf("pid1:%d, pid2:%d\n", pid1, pid2);
（3）按esc鍵進入命令模式，輸入：和wq 進行儲存退出vim.
（4）用gcc編譯器編譯該程式： gcc –o a a.c –ggdb
（5）執行剛剛編譯的程式：./a
要求：a. 請說出執行這個程式後，將一共執行幾個程序。
b. 觀察執行結果，並給出分析與解釋。
這個程式執行後，一共將執行4個程序。這4個程序並沒有嚴格的區分先後順序。
剛開始未執行fork()函式時，父程序的pid1和pid2均為0，執行第乙個fork()函式時，複製父程序得到乙個子程序f1,f1的pid1和pid2均為0,父程序的pid1=f1的id；
執行第二個fork()函式時，繼續複製父程序得到子程序f2,則父程序的pid1=f1的id,pid2=f2的id,f2的pid1=f1的id,f2的pid2=0;
複製程序f1得到程序f11,則f1的pid1=0,f1的pid2=f11的id，f11的pid1和pid2均為0；
實驗二：
首先分析一下**執行時其輸出結果有哪幾種可能性，按照實驗1步驟編譯除錯觀察其實際輸出情況，比較兩者的差異，分析其中的原因。
void main (void)
{ int x=5;
if( fork( ) )
x+=30;
printf (「%d\n」,x);
else
printf(「%d\n」,x);
printf((「%d\n」,x);
（寫出可能的實驗結果及其分析說明）
可能的輸出結果：
1.35 5 35 5父程序執行if語句裡的printf然後子程序執行else語句裡的printf，父程序執行最後乙個printf，子程序執行最後乙個printf
2.5 35 35 5子程序執行else語句裡的printf，父程序執行if語句裡的printf，父程序執行最後乙個printf，子程序執行最後乙個printf
3.35 5 5 35父程序執行if語句裡的printf然後子程序執行else語句裡的printf，子程序執行最後乙個printf，父程序執行最後乙個printf
4.5 35 5 35子程序執行if語句裡的printf然後父程序執行else語句裡的printf，父程序執行最後乙個printf，子程序執行最後乙個printf
5.35 35 5 5父程序執行if語句裡的printf然後父程序執行最後乙個printf，子程序執行else語句裡的printf，子程序執行最後乙個printf
6.5 5 35 35子程序執行if語句裡的printf然後子程序執行最後乙個printf，父程序執行else語句裡的printf，父程序執行最後乙個printf
五、實驗總結
1．寫出實驗報告。
2. 利用
vim對
linux
3.編寫fork()程式，並利用gcc進行編譯、除錯和執行。
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