操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書

操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書在Linux環(huán)境下模擬實(shí)現(xiàn)命令解釋器學(xué)院：計(jì)算機(jī)工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：11軟件工程1班姓名：黃少杰學(xué)號(hào)：201130098062班內(nèi)序號(hào)：24程序概述本程序是內(nèi)核為：Kernel2.6.9-42.ELsmponani686的Linux環(huán)境下運(yùn)行，是一個(gè)基于linux系統(tǒng)下的實(shí)現(xiàn)的命令解釋器。以下為源程序在效勞器上執(zhí)行的步驟：Linux效勞器地址為：telnet10,5,1,6用戶名：11124密碼：123456①進(jìn)入linux效勞器②進(jìn)入源程序所在目錄，代碼為：cdhuangshaojie③運(yùn)行源程序，代碼：./a.out這個(gè)huangshaojie目錄為本次操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的目錄ls顯示huangshaojie下的文件：hsj2.cpp為本次課程設(shè)計(jì)的源文件，采用語言為C++。執(zhí)行命令g++hsj2.cpp，產(chǎn)生可執(zhí)行文件：a.out在命令行鍵入：./a.out就可以直接運(yùn)行程序功能列表本次課程設(shè)計(jì)在Linux環(huán)境下模擬實(shí)現(xiàn)命令解釋器：本人實(shí)現(xiàn)的功能如下：1.使用pwd命令，實(shí)現(xiàn)查看目錄所處路徑的功能。2.使用dir命令，實(shí)現(xiàn)顯示列出指定目錄名中的所有目錄及文件的功能。3.使用cd命令，實(shí)現(xiàn)改變工作目錄的功能。4.使用newdir命令，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)立新的目錄的功能。5.使用deldir命令，實(shí)現(xiàn)刪除目錄的功能。6.使用rename命令，實(shí)現(xiàn)重命名一個(gè)文件或目錄的功能。7.使用find命令，實(shí)現(xiàn)查找指定目錄下及其子目錄的指定文件。8.使用date命令，實(shí)現(xiàn)顯示當(dāng)前日期。9.使用exit命令，實(shí)現(xiàn)退出命令行模式。概念原理本次操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)使用的語言為C++，包含的頭文件大多是Linux下c的函數(shù)庫。通過調(diào)用相關(guān)的函數(shù)庫來實(shí)現(xiàn)模擬shell命令操作。下面是對(duì)一些概念原理的說明：1.源程序包含的頭文件#include<iostream>//主要用于一些標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出：cin,cout操作#include<cstring>//標(biāo)準(zhǔn)C++函數(shù)庫，主要用于字符串處理#include<sys/types.h>//根本系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型#include<sys/stat.h>//文件狀態(tài)#include<dirent.h>//文件操作函數(shù)#include<fcntl.h>//文件控制#include<time.h>//定義關(guān)于時(shí)間的函數(shù)以上是整個(gè)源程序涉及到的一些函數(shù)頭文件2.函數(shù)概念說明以下是對(duì)程序調(diào)用Linuxc函數(shù)庫的方法說明：調(diào)用getcwd()函數(shù)函數(shù)原型：char*getcwd(char*buf,size_tsize);函數(shù)說明：getcwd()會(huì)將當(dāng)前的工作目錄絕對(duì)路徑復(fù)制到參數(shù)buf所指的內(nèi)存空間，參數(shù)size為buf的空間大小。在調(diào)用此函數(shù)時(shí)，buf所指的內(nèi)存空間要足夠大，假設(shè)工作目錄絕對(duì)路徑的字符串長度超過參數(shù)size大小，那么回值NULL，errno的值那么為ERANGE。倘假設(shè)參數(shù)buf為NULL，getcwd()會(huì)依參數(shù)size的大小自動(dòng)配置內(nèi)存(使用malloc())，如果參數(shù)size也為0，那么getcwd()會(huì)依工作目錄絕對(duì)路徑的字符串程度來決定所配置的內(nèi)存大小，進(jìn)程可以在使用完此字符串后利用free()來釋放此空間。返回值：執(zhí)行成功那么將結(jié)果復(fù)制到參數(shù)buf所指的內(nèi)存空間，或是返回自動(dòng)配置的字符串指針。失敗返回NULL，錯(cuò)誤代碼存于errno。調(diào)用opendir()函數(shù)函數(shù)原型：DIR*opendir(constchar*name);函數(shù)說明：opendir()用來翻開參數(shù)name指定的目錄，并返回DIR*形態(tài)的目錄流，和open()類似，接下來對(duì)目錄的讀取和搜索都要使用此返回值。返回值：成功那么返回DIR*型態(tài)的目錄流，翻開失敗那么返回NULL。調(diào)用readdir()函數(shù)函數(shù)原型：structdirent*readdir(DIR*dir);函數(shù)說明：readdir()返回參數(shù)dir目錄流的下個(gè)目錄進(jìn)入點(diǎn)。結(jié)構(gòu)dirent定義如下

structdirent

{

ino_td_ino;

ff_td_off;

signedshortintd_reclen;

unsignedchard_type;

hard_name[256;

};

d_ino此目錄進(jìn)入點(diǎn)的inode

d_off目錄文件開頭至此目錄進(jìn)入點(diǎn)的位移

d_reclen_name的長度，不包含NULL字符

d_typed_name所指的文件類型

d_name文件名返回值：成功那么返回下個(gè)目錄進(jìn)入點(diǎn)。有錯(cuò)誤發(fā)生或讀取到目錄文件尾那么返回NULL。調(diào)用closedir()函數(shù)函數(shù)原型：intclosedir(DIR*dir);函數(shù)說明：closedir()關(guān)閉參數(shù)dir所指的目錄流。返回值：關(guān)閉成功那么返回0，失敗返回-1，錯(cuò)誤原因存于errno中。

調(diào)用chdir()函數(shù)函數(shù)原型：intchdir(constchar*path);函數(shù)說明：chdir()用來將當(dāng)前的工作目錄改變成以參數(shù)path所指的目錄。返回值：執(zhí)行成功返回0，失敗返回-1；

調(diào)用mkdir()函數(shù)函數(shù)原型：intmkdir(constchar*pathname,mode_tmode);函數(shù)說明：mkdir()函數(shù)以mode方式創(chuàng)立一個(gè)以參數(shù)pathname命名的目錄，mode定義新創(chuàng)立目錄的權(quán)限。返回值：假設(shè)目錄創(chuàng)立成功，那么返回0，否那么返回-1；

調(diào)用rmdir()函數(shù)函數(shù)原型：int_rmdir(constchar*dirname);函數(shù)說明：rmdir〔〕函數(shù)刪除以參數(shù)dirname為命名的目錄。返回值：假設(shè)目錄刪除成功，那么返回0，否那么返回-1；

調(diào)用rename()函數(shù)函數(shù)原型：intrename(constchar*oldpath,constchar*newpath);函數(shù)說明：rename()會(huì)將參數(shù)oldpath所指定的文件名稱改為參數(shù)newpath所指的文件名稱。假設(shè)newpath所指定的文件已存在，那么會(huì)被刪除。返回值：執(zhí)行成功那么返回0，失敗返回-1。

3.完成情況完成了整個(gè)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的命令行功能根本要求：pwd//顯示當(dāng)前所在目錄的路徑名dir<目錄名>//列出指定目錄名中的所有目錄及文件cd<目錄名或路徑>

//改變當(dāng)前工作目錄newdir<目錄名>//新建目錄deldir<目錄名>

//刪除目錄exit

//退出命令解釋程序其中直接輸入dir不能直接顯示文件和目錄，需要在使用dir.,才能顯示當(dāng)前文件夾下的目錄和文件根本完成了以下幾個(gè)擴(kuò)展命令的動(dòng)能要求：rename<舊文件名><新文件名>

//重命名一個(gè)文件或目錄find<目錄>-name<待查找的文件名>

//在指定的目錄及其子目錄中查找指定的文件date//顯示當(dāng)前日期其中find命令，只能查詢指定目錄的文件，不能指定待查找的文件名。通過測(cè)試，以上所有命令都運(yùn)行正常。整個(gè)程序，代碼實(shí)現(xiàn)簡單清晰，沒有太復(fù)雜的算法。根本上就是對(duì)函數(shù)的調(diào)用實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行結(jié)果又較好的提示信息，無論是成功錯(cuò)誤都提示相應(yīng)的信息。源代碼的注釋內(nèi)容也非常清晰，方便查看理解函數(shù)調(diào)用的功能。詳細(xì)設(shè)計(jì)下面是對(duì)整個(gè)程序功能實(shí)現(xiàn)的介紹：1．pwd()函數(shù)主要調(diào)用了getcwd()函數(shù)，獲取當(dāng)前工作目錄的絕對(duì)路徑。相關(guān)代碼：charptr[80];getcwd(ptr,sizeof(ptr));getcwd函數(shù)會(huì)將當(dāng)前的工作目錄絕對(duì)路徑復(fù)制到參數(shù)buf所指的內(nèi)存空間，所以直接輸出ptr就可以得到當(dāng)前目錄的絕對(duì)路徑。2.dir()函數(shù)dir()函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)顯示指定目錄下的目錄和文件調(diào)用了opendir()、readdir()、closedir()等對(duì)文件權(quán)限操作的函數(shù)。下面是主要代碼，輸出目錄dir=opendir(dirname);while((ptr=readdir(dir))!=NULL){//如果d_name為"."或"..",不做任何事if(strcmp(ptr->d_name,".")==0||strcmp(ptr->d_name,"..")==0){}elsecout<<ptr->d_name<<"";count++;if(count%8==0)cout<<endl;}closedir(dir);詳細(xì)設(shè)計(jì)說明：①.通過目錄名dirname，調(diào)用opendir()函數(shù)翻開目錄流②.調(diào)用readdir()函數(shù)讀取目錄，返回dirent*數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)③.將d_name〔目錄名/文件名〕輸出④.有開的過程，就應(yīng)該有關(guān)的過程，調(diào)用closedir()函數(shù)關(guān)閉目錄流。3.cd()函數(shù)cd函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)切換目錄的功能。詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：調(diào)用chdir()函數(shù)切換目錄，如果切換成功就返回0，切換失敗返回-1；4.newdir()函數(shù)newdir函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)，新建目錄的功能。詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：調(diào)用mkdir()函數(shù)就可以創(chuàng)立新的目錄，如果創(chuàng)立成功返回0，創(chuàng)立失敗返回-1；實(shí)現(xiàn)代碼如下：if(mkdir(filename,0777)==0){cout<<filename<<"indecatessuccessful!!!"<<endl;}else{cout<<filename<<"indecatesfailure!!!"<<endl;}其中0777設(shè)置文件為最大權(quán)限5.deldir()函數(shù)deldir函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)了刪除目錄的功能。詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：調(diào)用rmdir()函數(shù)就可以將指定目錄刪除，如果創(chuàng)立成功返回0，創(chuàng)立失敗返回-1；實(shí)現(xiàn)代碼與newdir()函數(shù)類似。6.rename()函數(shù)rename函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)文件進(jìn)行重命名的功能。詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：調(diào)用rename(filename1,filename2);就可以將filename1更改為filename2，如果更改成功的話，返回0，否那么返回-1；7.find()函數(shù)find函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)了查找指定目錄的文件，并列出每一個(gè)文件的類型，這里指列出來了目錄和文件類型。find函數(shù)調(diào)用了ftw庫函數(shù)，8.date()函數(shù)date函數(shù)實(shí)現(xiàn)的功能是顯示當(dāng)前日期,主要是調(diào)用ctime()函數(shù)返回一個(gè)關(guān)于日期的字符串。直接將這個(gè)字符串輸出，就可以知道當(dāng)前日期和時(shí)間。詳細(xì)設(shè)計(jì)說明：voiddate(){time_ttimeval;(void)time(&timeval);stringtimestr;//調(diào)用ctime函數(shù)并返回字符串timestr=ctime(&timeval);cout<<"當(dāng)前時(shí)間是:"<<timestr<<endl;}調(diào)用ftw()函數(shù)表頭文件：#include<ftw.h>

函數(shù)原型：intftw(constchar*dir,int(*fn)(const*file,conststructstat*sb,intflag),intdepth)

函數(shù)說明：ftw()

會(huì)從參數(shù)dir指定的

目錄開始，往下一層層地遞歸式遍歷子

目錄。ftw()會(huì)傳三個(gè)參數(shù)給fn(),

第一個(gè)參數(shù)*file指向當(dāng)時(shí)所在的

目錄路徑，第二個(gè)參數(shù)是*sb,

為stat結(jié)構(gòu)指針，第三個(gè)參數(shù)為旗標(biāo)，有下面幾種可能值:

FTW_F

一般文件

FTW_D

目錄

FTW_DNR

不可讀取的

目錄，此

目錄以下將不被遍歷

FTW_SL

符號(hào)連接

FTW_NS

無法取得stat結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，有可能是

權(quán)限問題

最后一個(gè)參數(shù)depth代表ftw〔〕在進(jìn)行遍歷

目錄時(shí)同時(shí)翻開的文件數(shù)。ftw()在遍歷時(shí)每一層

目錄至少需要一個(gè)文件描述詞，如果遍歷時(shí)用完了depth所給予的限制數(shù)目，整個(gè)遍歷將因不斷地關(guān)文件和開文件操作而顯得緩慢.

如果要結(jié)束ftw()的遍歷，fn()只需返回一非零值即可，此值同時(shí)也會(huì)是ftw()的返回值。否那么ftw()會(huì)試著走完所有的

目錄，然后返回0.

返回值：遍歷中斷那么返回fn()函數(shù)的返回值，全部遍歷那么返回0，假設(shè)有錯(cuò)誤發(fā)生那么返回-1使用情況使用./a.out運(yùn)行程序會(huì)顯示以上9條命令使用提示，并指令提示符為[姓名@]$使用pwd命令----顯示當(dāng)前目錄的絕對(duì)路徑使用dir命令顯示指定目錄的文件和目錄使用cd命令更換目錄使用newdir命令新建目錄使用deldir命令刪除目錄使用rename命令重命名目錄使用find命令查找指定目錄的文件使用date命令顯示當(dāng)前日期和時(shí)間使用exit命令退出命令行設(shè)計(jì)總結(jié)1.遇到的困難及解決的問題遇到的困難是不理解Linuxc函數(shù)庫的調(diào)用，所以不知道從何編寫代碼實(shí)現(xiàn)功能。后來查找相關(guān)函數(shù)說明和使用方法，花時(shí)間去理解每一個(gè)函數(shù)的作用和相關(guān)參數(shù)的作用，然后通過一步一步實(shí)現(xiàn)每個(gè)