Linux系统编程（第2版）笔记 （本书基本上就是Linux C API的简单使用说明，入门级别的）

Linux系统编程（第2版）

跳转至： 导航、 搜索

入门和基本概念

文件I/O

1. read(): EINTR EAGAIN
   1. 其他错误：EBADF EFAULT EINVAL EIO
2. Append模式：每次write之前的文件位置更新是原子操作
3. 延迟写：/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs
4. O_DIRECT：长度、偏移均应是底层设备扇区（一般4KB）的整数倍
5. lseek --> pread/pwrite：避免了多个线程操作同一个fd时的竞争
6. p51 select()和poll()都是水平触发，不是边缘触发
7. poll() vs select()
   1. 对值较大的文件描述符，后者要检查集合中的每个位，而前者只是个链表（但是复杂的数据结构怎么传递进内核的？）
   2. select()返回时重新创建fd_set，而poll()会把events和revents分开
8. VFS、页缓冲、页回写

缓冲I/O

1. p72 ungetc：只要有足够的内存，Linux允许无限次放回
2. p72 rewind(stream) => fseek(stream, 0, SEEK_SET)且清空错误
3. p80 fflush()只是把用户缓冲数据写入内核缓冲，不保证最终写到物理介质上（fsync）
4. setvbuf：_IO{N,L,F}BUF 无缓冲/行缓冲/块缓冲
5. flockfile：允许递归加锁？

高级文件I/O

1. 向量I/O？：readv/writev
2. epoll（Linux专有？）
   1. epoll_create1
   2. epoll_ctl(epfd, op, fd, event) <-- 这个API看上去够复杂的了
      1. event->events |= EPOLLET; 边缘触发？（非阻塞I/O，需要仔细检查EAGAIN？）
   3. epoll_wait
3. mmap
   1. long page_size = sysconf( _SC_PAGESIZE ); //或getpagesize()、直接PAGE_SIZE
   2. p109 库函数如glibc，经常使用mremap()来实现高效的realloc()
   3. POSIX.1 mprotect() 要么只读，要么只写，要么可执行，不能同时
   4. madvise()：准确预读？（除非是POSIX_FADV_RANDOM）
4. synchronnous vs synchronized
   1. 异步I/O（aio）
5. I/O调度器
   1. 基本操作：合并、排序
   2. Deadline
   3. Anticipatory
   4. CFQ
   5. Noop（不排序）
   6. 排序：按绝对路径／inode／物理块

进程管理

1. execl
2. fork
   1. COW：这些页被标记为只读，如果有进程试图修改，就会发生缺页中断
3. fork + exec => vfork：不要用。严格来讲，vfork是有bug的，考虑当exec调用失败，父进程将一直被挂起...
4. POSIX/C89 exit()
   1. atexit
   2. SIGCHLD
5. 等待子进程终止
   1. wait
   2. waitpid
   3. waitid*
   4. BSD wait3 wait4（这里3,4指参数个数）
   5. system
      1. 在执行command过程中，会阻塞SIGCHLD，同时SIGINT、SIGQUIT会被忽略
      2. p153 利用fork()、exec系统调用和waitpid()实现system()是一个非常有用的练习
      3. 安全隐患＊
6. 用户和组＊
   1. ｛实际、有效、保留｝用户ID/组ID（由于允许setuid/setgid，导致这里的复杂性，有没有更好一点的设计方法？）
7. 会话和进程组（只在实现shell时需要了解吧？略）
8. 守护进程
   1. 大致处理：pid=fork() --> setsid() --> chdir("/") --> chose(0..NR_OPEN) --> open("/dev/null", O_RDWR) --> dup(0);dup(0)
   2. daemon(nochdir, noclose)

高级进程管理

1. CPU约束 vs I/O约束
2. CFS（根据权值，而非时间片）
3. sched_yield()
4. nice(人品值) -_-
   1. 更好的：get/setpriority
   2. ioprio_get/set
5. sched_get/setaffinity
6. 实时系统（这里讨论的内容似乎有点过多了）
   1. 延迟、抖动*、截止期限
   2. 实时调度策略（静态优先级，不受nice影响）：SCHED_FIFO/RR/OTHER
7. 资源现状（rlimit）*

线程

1. p205 coroutines和fibers（超出了本书的探讨范畴？k）
2. p212 锁住数据，而不是代码
3. Pthreads
   1. LinuxThreads -> NPTL ( -> NGPT？）
   2. pthread_setcancelstate/type, pthread_cancel
   3. join（应该只有一个可以）和detach（使得不可join）
   4. 互斥*

文件和目录管理

1. stat/lstat/fstat
2. chmod/fchmod
3. chown/lchown/fchown
4. 扩展属性xattr（略）
5. getcwd
6. chdir/fchdir
7. mkdir/rmdir/opendir/readdir/closedir/getdents
8. link(oldpath, newpath)
9. symlink
10. unlink
11. 移动文件：rename
12. 设备节点
    1. /dev/null, /dev/zero, /dev/full
    2. /dev/random, /dev/urandom
13. 带外通信（ioctl）
14. inotify
    1. p270 零长度数组（但是实际上导致内存分配了许多不同大小的块？）

内存管理

1. 匿名内存映射（不会造成数据段碎片？）
   1. glibc用来满足大的分配，临界值一般为128KB
   2. p = mmap(NULL, 512*1024, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, -1, 0);
2. mallopt*
   1. $ MALLOC_CHECK=1 ./test
3. p300 不要使用alloca()分配的内存作为函数调用的参数
   1. C99变长数组（VLAs）：char buf[i];
4. 内存操作
   1. memset, bzero ＝＝〉优先使用calloc？
   2. memcmp
   3. memmove：可安全处理内存区域重叠问题（memcpy不支持）
5. mlock*
6. 乐观的分配策略（仅到实际写时才分配）, OOM Killer

信号

1. p329 在信号中确保可重入的函数*
2. 信号集*
   1. sigprocmask
   2. sigpending
   3. sigsuspend
   4. sigaction

时间（这里谈不上系统编程了，就是C库API）

1. typedef long time_t;
2. struct timeval { tv_sec; tv_usec; }
3. struct tm { ... }
4. time --> gettimeofday

附录A C语言的GCC扩展

1. __attribute__((noinline/pure/const/noreturn/...))
2. likely(x)/unlikely(x)
3. __builtin_return_address
4. case 1 ... 10:

附录B 参考书目