Unix高级编程--第一章 Unix基础知识

第一章 Unix基础知识

1. 所有操作系统都向他们运行的程序提供服务。典型的服务有执行新程序、打开文件、读取文件、分配存储区、获得当前时间等等。
2. 口令文件中的登录项由7个冒号分隔的字段组成：登录名、加密口令、数字用户ID（224）、数字组ID（20）、注释字段、起始目录（/home/stevens）以及shell程序（/bin/bash），很多比较新的系统已经将加密口令移到拎一个文件中。
3. shell是一个命令行解释器
4. UNix文件系统是目录和文件的一种层次安排，目录的起点被称为根（root），其名字是字符（/）。
5. 文件属性是：文件类型、文件长度、文件所有者、文件的许可权（例如其他用户是否能访问该文件）、文件最后的修改时间等等
6. 目录中的各个名字成为文件名，不能出现在文件名中的字符只有两个，斜线（/）和空操作符（null），斜线分隔构成路径名的各文件名，空操作符则终止一个路径名。
7. 当创建一个新目录时，自动创建两个文件名： .（点）  和  ..（点点）
8. 某些Unix文件系统限制文件名的最长长度为14个字符，BSD版本则将这种限制扩展到255个字符
9. 以斜线开头的路径名成为绝对路径名，否则成为相对路径名
10. 当程序结束的时候，可以使用exit作为退出，exit的参数如果是0则是正常退出程序；如果参数值是1~255则表示出错
11. 每个进程都有一个工作目录，有时会成为当前工作目录，所有相对路径名都从工作目录开始解释，进程可以用chdir函数更改工作目录。
12. 登录时，工作目录设置为起始目录，该其实目录从口令文件中的登录项中取得
13. 文件描述符是一个小的非负整数，内核用以标识一个特定进程正在存访的文件。当内核打开一个现存文件或者创建一个新文件时，他就返回一个文件描述符。当读写文件时，就可以使用它
14. 每当运行一个新程序时，所有的shell都为其打开三个文件描述符：标准输入、标准输出、以及标准出错。
15. 函数open/read/write/lseek/close提供了不用缓存的I/O，这些函数使用文件描述符进行工作。
16. 两个常用STDIN_FILENO和STDOUT_FILENO定义在头文件中，它指定了标准输入和标准输出的文件描述符。他们的典型值是0,1.
17. 标准I/O函数提供一种对不用缓存的I/O函数的带缓存的界面。
18. 程序时存放在磁盘文件中的可执行文件。使用6个exec函数中的一个由内核将程序读入存储器，并使其执行。
19. 程序的执行实例被称为进程，每个Unix进程都一定有一个唯一的数字标识符，称为进程ID，进程ID总是一个非负整数。getid()可以得到进程的ID
20. 有三个用于进程控制的主要函数：fork/exec/waitpid
21. 调用fork创建一个新进程。新进程是调用进程的复制品，故称调用进程为父进程，新创建的进程为子进程。fork对父进程返回新子进程的非负进程ID，对子进程则返回0.因为fork创建一新进程，所以它被调用一次（由父进程），但返回两次（在附近城中和紫禁城中）
22. 头文件包含了许多UNIX系统服务的函数原型，函数原型是ANSI C标准的组成部分，比如read/write/getpid
23. 像write函数： ssize_t write(int, const void*, size_t)若使用费ANSI编译程序，或没有给出函数原型，则需写成：write(fd, (void*)data, sizeof(data))
24. 以_t结尾的这些数据类型被称为原始系统数据类型。他们通常在头文件中定义（头文件已经包含该头文件）
25. 文件中定义了变量errno以及可以赋值得各种常数，这些常数都以E开头；对于errno应当知道的两条规则：第一就是如果没有出错，则其值不会被一个例程清除，因此，仅当函数的返回值指明出错时，才检验其值。第二是任一函数都不会讲errno值设置为0，在中定义的所有常数都不为0.C语言定义了两个函数，帮助打印出错信息：strerror(), perror(const void *msg)
26. 口令文件登录项中的用户ID是一个数值，它向系统标识各种不同的用户，系统管理员在确定一个用户的登录名的同时，确定其用户ID，用户不能更改其用户ID。通常每个用户有一个唯一的用户ID。用户ID为0的用户为根用户或者超级用户。
27. 口令围巾啊登录项也包括用户的组ID，他也是一个数值。组ID也是由系统管理员在确定用户登录名时分配的。组文件将组名映射为一个数字组ID，它通常是/etc/group。除了在口令文件中对一个登录名指定一个组ID外，某些UNIX版本还允许一个用户属于另外一些组。
28. 信号是通知进程已发生某种条件的一种技术。进程如何处理信号有三种选择：第一忽略该信号，有些信号表示硬件异常，比如除以0或者访问进程地址空间以外的单元。第二按系统默认方式处理。对于0除，系统的默认方式是终止进程。第三提供一个函数，信号发生时则调用这个函数使用这种方式，我们将能指导什么时候发生信号，并按照所希望的方式处理他。当一个进程发送信号时，我们必须是该进程的所有者
29. 始终时间又称为墙上时钟时间。它是进程运行的时间总量，其值与系统中同时运行的进程数有关。在我们报告时钟时间时，都是在系统中没有其他活动时进行度量的。用户CPU时间是执行用户指令所用的时间量。系统CPU时间是为该进程执行内核所经历的时间。例如，只要一个进程执行一个系统服务，例如read/write，则在内核内执行该服务所花费的时间就计入该进程的系统CPU时间。用户CPU时间和系统CPU时间的和通常被称为CPU时间。
30. 所有操作系统都提供多种服务（类似read/write函数？）的入口点，由此程序向内核请求服务。各种版本的UNIX都提供经良好定义的有限数目的入口点，经过这些入口点进入内核，这些入口点被称为系统调用。系统调用时不能更改的一种UNIX特征。UNIX所使用的技术是为每个系统调用在标准C库中设置一个具有童谣名字的函数，用户进程用标准C程序序列来调用这些函数，然后和拿书又使用系统所要求的的技术电泳相应的内核服务。例如函数可将一个或者多个C参数送入通用寄存器，然后执行某个产生软终端进入内核的机器指令。从应用角度可将系统调用视为C函数；例如printf函数可能会嗲用write系统调用用以进行输出操作
31. 从执行者的角度来看，系统调用和库函数之间有重大区别，但从用户角度来看，其区别不重要。
32. 以系统调用malloc函数为例
    
    UNIX系统调用中处理存储器分配的是sbrk，他不是一个通用的存储管理器，它增加或者减少指定字节数的进程地址空间。如果管理该地址空间却取决于进程。malloc函数实现一种特定类型的分配。上图表示了应用程序、malloc函数以及sbrk系统调用之间的关系。内核中的系统调用分配另外一块空间给进程，而库函数malloc函数则管理这一空间。应用程序可以调用系统调用或者库函数，而很多库函数则会调用系统调用。
    
    上图显示C库函数和系统调用之间的差别
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