Schlagwort: C

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Randnotiz

C: RND mit Millisekunden Seed

Das generieren von Zufallszahlen kann schwierig sein, wenn der Zyklus der Generierung mehrmals in einer Sekunde aufgerufen wird. Die Zufallszahl wird innerhalb der Sekunde gleich sein, benutzt man als rnd seed die Unixzeit.

Die Unixzeit ist eine 32Bit Zahl mit Vorzeichen und repräsentiert die Anzahl Sekunden seit 1.1.1970 00:00:00 Uhr. Im Klartext: 32Bit -1 Bit Vorzeichen = 31Bit. 2**31 = 2147483648 -1 (wir rechnen von 0 an) = 2147483647 als maximale Integer Zahl. Die Standardfunktionen srand und rand sind ebenfalls Funktionen welche eine 32Bit Zahl zurück geben. 32Bit Integer als rnd-seed ist die Unixtime, welche erst mit der Sekunde wechselt, weshalb die Vorgehensweise in dem Fall nicht empfehlenswert ist.

In der C Library stdlib.h existieren u.a. die Funktionen srand48 und lrand48. Für die Programmierung macht das keinen Unterschied: Das Seed bleibt 32Bit, genau so der Rückgabewert der Funktionen. Innerhalb der Funktion wird dem 32Bit Wert, 16Bit hinzu gefügt. Das Seed entspricht dann intern einem 13 stelligem Integer (mit Vorzeichen) – die drei zusätzlichen Stellen entsprechen den Millisekunden zur Unixzeit. Funktionsbeispiel:

#include 
#include 
#include 
#include 

int zufall(void)
{
  char zu;
  srand48((long int)time(NULL));
  zu = (lrand48()/rand()) %3 + 1;
  return zu;
}

So erhalte ich sehr schnell eine einstellige Zufallszahl zwischen 1 und 3.

Hat jemand eine andere Idee?

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Randnotiz

Compiler Optimierung

Für schnelle Lösungen und „mal eben zeigen“ in Workshops und Schulungen verwende ich schnell die unbedachte Kompilierung von Quellcode mit GCC, G++, COBC oder NASM. Das sollte man sich in größeren Projekten abgewöhnen. Compiler Option sind mächtig und bringen viel (Link).

Nehmen wir den berühmten „Hello World“ Code als Beispiel (Link). In C und C++ innerhalb der Funktion „main“ ein simples printf bzw. std::out und in COBOL, in der „Procedure Division“, ein „DISPLAY“. Übersetzen wir alle Sources in Assembler und erzeugen ein ausführbares Programm.

Liste der erzeugten Code

Ohne Optimierung fällt einiges auf. „helloc“ und „test-03.s“ sind die Produkte aus dem C Source Code. Das daraus generierte Assembler ist 8,2k gross. Das Assembler aus dem C++ Code wiegt 18k und 41k bringt das Assembler aus dem COBOL Source auf die Speicher-Waage. Fertig kompiliert sind alle drei ausführbaren Programme 22k bzw. 23k groß.

Schreiben wir „Hello World“ einmal in Assembler

Assembler

und übersetzen, verlinken es mittels „nasm -felf64 helloa.asm && ld -o helloa helloa.o“

Kompilierung des Assemblercode

Wir sehen, da ist wahnsinniges Optmierungspotential. 352 Byte Quellcode und 4,8k für das ausführbare Programm. Ohne genaue Kenntnisse über den Compiler würde man in realen Projekten unter gehen – wir reden da durchaus über Mega- oder Giga-Byte die so verschwendet und zu einem Bottleneck in der Prozessierung werden kann.

Keep on Coding

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Schulung

COBOL: Report mit HTML Link

Schnelles Programm in COBOL mit Sub-Routine in C für die Generierung von HTML Code. Vorhanden ist die OpenVPN Liste eines Servers die auch tote Verbindungen enthält. Erstellt werden soll eine Liste, die nur aktive Verbindungen enthält. Die OpenVPN Verbindung soll über eine Website der Welt zur Verfügung stehen.

       IDENTIFICATION DIVISION.
       PROGRAM-ID. SLS.
       ENVIRONMENT DIVISION.
       INPUT-OUTPUT SECTION.
       FILE-CONTROL.
           SELECT CAMS ASSIGN TO 'online.txt'
           ORGANIZATION IS LINE SEQUENTIAL.           
       DATA DIVISION.
       FILE SECTION.
       FD CAMS.
       01 CAMS-FILE PIC X(118).
       01 EOF PIC A(1).
       WORKING-STORAGE SECTION.
       01 STR-LEN PIC 9(3).
       01 SUB PIC 9(3).
       01 WS-EOF PIC A(1).
       01 WS-REC PIC X(118).
       01 WERT1 PIC X(4).
       01 WERT2 PIC X(20).
       01 WERT3 PIC X(5).
       01 WERT4 PIC X(20).
       01 WERT5 PIC X(15).
       01 WERT6 PIC X(1).
       01 WERT7 PIC X(20).
       01 WERT8 PIC X(20).
       01 RET PIC 9(1).
       PROCEDURE DIVISION.
           OPEN INPUT CAMS.
           PERFORM UNTIL WS-EOF='Y'
           READ CAMS INTO CAMS-FILE
            AT END MOVE 'Y' TO WS-EOF
            NOT AT END
            UNSTRING CAMS-FILE DELIMITED BY ALL SPACES
            INTO WERT1
                 WERT2
                 WERT3
                 WERT4
                 WERT5
                 WERT6
                 WERT7
                 WERT8
            END-UNSTRING
          MOVE LENGTH OF WERT5 TO STR-LEN
           PERFORM VARYING SUB FROM STR-LEN BY -1
           UNTIL WERT5(SUB:1) NOT = SPACE
           END-PERFORM
          CALL "test" USING
               BY REFERENCE WERT5(1:SUB)
               RETURNING RET
           END-CALL
          IF RET = 1
           THEN
           DISPLAY ''
      -    WERT8'
'
           END-IF
           END-READ
           END-PERFORM.
           CLOSE CAMS.
           STOP RUN.

Die Sub-Routine „test“ ist ein C Programm (Link) das einen Ping durchführt und wahr/falsch zurück gibt. Zeilen 28-42 lies eine Zeile mit 8 Spalten und legt die Werte in den Variablen WERT1 bis WERT8 ab. 43-46 entfernt Leerzeichen durch simples abzählen der Stellen bis „Leerzeichen“. Danach erfolgt durch Aufruf der Ping Routine eine Prüfung der Erreichbarkeit. Wenn wahr, wird ein HTML Link generiert.

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Randnotiz

C Sub: Program Ping

Schnelle Prüfung ob eine IP an einem bestimmten Port erreichbar ist. Return Werte einfach 0 (falsch) oder 1 (wahr).

#include 
#include 
#include 
#include 
 
int test(char *_SERVER) {
    int _PORT = 80;
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in addr = {AF_INET, htons(_PORT), inet_addr(_SERVER)};
    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = 1;
    timeout.tv_usec = 0;
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&timeout, sizeof(timeout));
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char *)&timeout, sizeof(timeout));
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr)) != 0)
        return 0; 
    else
        return 1;
    close(sockfd);
}
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Schulung

COBOL mit Sub C als CGI

Im letzten Workshop haben wir über Möglichkeiten der Programmierung für Terminal Consolen gesprochen. Im Moment haben wir keine Alternative zu den bekannten 3270 Terminal Programmen gefunden. Besonderheit ist, das Zeilen und Spalten aus dem Programm heraus direkt ansprechbar sind – die Bash ist ein rollierender Terminal, also ungeeignet.

Gespielt haben wir deshalb mit der Alternative Browser. Ein Apache2 Web-Server mit aktiviertem CGI Modul lässt unglaublich dynamische Programmierungen zu. Das Beispiel, das ich gezeigt habe, ist aus unseren Workshops zu den Themen „COBOL mit C Subroutinen“ und „Terminal“. Hier in Kurzform:

  • COBOL Listing
  • C Listing
  • Ausgabe in der Bash
Prinzip der Subroutine in C die in COBOL aufgerufen wird.

Da der COBOL Compiler über die Sprache C compiliert, können wir C Code einfach einbinden ( cobc -x list.cob list.c ). Wir haben getestet, dass mit dem CALL Variablen kopiert oder als Referenz übergeben werden können. In unserer einfachen Subroutine verändern wir die Variablen und sehen, das eben nur die referenzierte Variable geändert wird. Das Programm setzt aber die Bash voraus, die nicht jeder hat. Einen Browser hat jeder.

Anstatt printf(text) und DISPLAY Text können wir den Text mit HTML Steuerelementen schmücken. Mehr ist nicht nötig. Mehr Probleme bereitet die Tatsache, dass das Ereignis <button type=“submit“ >Send</button> in der Webpage, einen Stream zurück gibt. Diesem Stream müssen wir filtern und die eingebenen Werte durch UNSTRING aus dem Stream extrahieren.

  • CGI produziert HTML Code
  • Eingabe der Werte
  • Manipulation und Ausgabe der Werte
Einfacher Test mit dem Browser als Terminal

Wir sehen das der BY REFERNCE übergebene Wert in der Subroutine verändert, zurück gegeben und als HTML Table ausgegeben wird. Beispiel ist hier Online.

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Randnotiz Schulung

Windows: Active Directory Export in LDAP

Ein Export von Daten aus dem Microsoft Active Directory im ldif Format ist in der realen Welt eigentlich unbrauchbar. Die Bezeichnung vieler Organizational Units (OU) sind nicht Standardkonform. Für den Import der Daten in ein LDAP Verzeichnis fehlen auch Angaben.

Für die Textmanipulation eignet sich ein Bash Script hervorragend. Was aber, wenn man dem User keinen Einblick gewähren möchte und die zu importierende Datei mehrere zehntausend Datensätze enthält?

Das Standard C – ANSI C – bietet eine Fülle an Werkzeugen zur Text- und Dateimanipulation. In dem Listing (Link) sind mehrere verschiedene Möglichkeiten verwendet.

Aufgabe war, eine Datei aus dem AD im ldif Format einzulesen, das Schema zu verändern und die OU sAMAAccountName, organizaltionalPerson und weitere zu ersetzen, eine gidnumber, member sowie ein userpassword einzusetzen. Das Passwort muss LDAP konform als salted SHA, mehr oder weniger, zufällig generiert werden.

Spielen wir in den nächsten Clubtreffen ein bisschen an den Befehlen die Zeichenweise (fgetc) oder Wortweise (fgets) Strings verarbeiten. Auch habe ich verschiedene Varianten des Filehandlings programmiert.

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Allgemein

Automationstechnik in Faktura

Sehr viel Spass hatte ich an einem Projekt, in dem ich eine betriebswirtschaftliche Anwendung entwickelte, diese auch Meßwerte auslesen und Maschinen steuern

8085 Assembler
8085 Assembler

soll. Vorher hatte ich nur im Labor Kontakt mit der Steuerungsprogrammierung und das geschah seiner Zeit mit der Programmiersprache Assembler ( üblicher Prozessor war der 8085 ). Heute benutze ich Phyton, Cobol, Basic oder Pascal – Assembler, C oder Fortran ist mir zu technisch und wende ich nur für systemnahe oder zeitkritische Programme an. In dem besonderen Fall, im Zusammenspiel von Linux-Server und SPS Anlage, war C die Programmiersprache der Wahl. Ich fand mich mit der Siemens S5 SPS Anlage schnell zurecht und bediente mich der OpenSource Bibliothek LIBNODAVE.

Das Programm ist einfach zu kompilieren und funktioniert sehr zuverlässig. In meiner Anwendung, werden die Anforderungen zur Meßwerterfassung und Schaltbefehle in einer SQL Datenbank gesammelt – als chronologischen Dienst sorgt das in C geschriebene Programm für die Umsetzung. Angesteuert wird die S5 über die serielle Schnittstelle ( /dev/ttyS0 ).

Schwierig war, das in der Simatic S5, Zähler ( in dem Fall Verbrauchsmesser ) mit unterschiedlichen Faktoren eingebaut werden konnten. So hat ein

( dc = daveNewConnection(di,plcMPI,0,0); )
/* Deklarationen lasse ich hier mal weg */
Ergebnis = daveReadS5Bytes(dc, daveDB, atoi(DBNr),atoi(WasserDW), 2);

Programmierung in C
Programmierung in C

Zaehler = daveGetU16(dc);

nicht zwingend auf jeder DBNr das gleiche Zahlenverhältnis ( Verhältnisfaktor 1, 10 oder 100 zum Zähler) auch wenn die Art identisch ist. In der Programmierung musste dann auch der Typ des S5 Moduls berücksichtigt werden und das Meßergebnis durch

fZaehler = (float) Zaehler * atof(Faktor);

korrigiert werden. Unproblematisch hingegen das schreiben, also das Ein/Aus schalten von Relais, mit daveWriteS5Bytes(dc, daveDB, 4, 2, 2, &a);.