posix 与 ansi c

标准 (ANSI C, POSIX, SVID, XPG, ...)

  • ANSI C:这一标准是 ANSI(美国国家标准局)于 1989 年制定的 C 语言标准。 后来被 ISO(国际标准化组织)接受为标准,因此也称为 ISO C。
    ANSI C 的目标是为各种操作系统上的 C 程序提供可移植性保证,而不仅仅限于 UNIX。 该标准不仅定义了 C 编程语言的语发和语义,而且还定义了一个标准库。这个库可以根据 头文件划分为 15 个部分,其中包括:字符类型 ()、错误码 ()、 浮点常数 ()、数学常数 ()、标准定义 ()、 标准 I/O ()、工具函数 ()、字符串操作 ()、 时间和日期 ()、可变参数表 ()、信号 ()、 非局部跳转 ()、本地信息 ()、程序断言 () 等等。
  • POSIX:该标准最初由 IEEE 开发的标准族,部分已经被 ISO 接受为国际标准。该标准的具体内容 见 1.1.3。POSIX.1 和 POSIX.2 分别定义了 POSIX 兼容操作系统的 C 语言系统接口 以及 shell 和工具标准。这两个标准是通常提到的标准。POSIX 表示可移植操作系统接口(Portable Operating System Interface ,缩写为 POSIX 是为了读音更 像 UNIX)。电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE) 最初开发 POSIX 标准,是为了提高 UNIX 环境下应用程序的可移植性。然而,POSIX 并不局限于 UNIX。 许多其它的操作系统,例如 DEC OpenVMS 和 Microsoft Windows NT,都支持 POSIX 标准,尤其是 IEEE Std. 1003.1-1990(1995 年修订)或 POSIX.1,POSIX.1 提供了源代码级别的 C 语言应用编程 接口(API)给操作系统的服务程序,例如读写文件。POSIX.1 已经被国际标准化组织(International Standards Organization,ISO)所接受,被命名为 ISO/IEC 9945-1:1990 标准。

  • SVID:System V 的接口描述。System V 接口描述(SVID)是描述 AT&&;T Unix System V 操作 系统的文档,是对 POSIX 标准的扩展超集。
  • XPG:X/Open 可移植性指南。X/Open 可移植性指南(由 X/Open Company, Ltd.出版), 是比 POSIX 更为一般的标准。X/Open 拥有 Unix 的版权,而 XPG 则指定成为 Unix 操作系统必须满足的要求。
Glibc

众所周知,C 语言并没有为常见的操作,例如输入/输出、内存管理,字符串操作等提供内置的支持。 相反,这些功能一般由标准的“函数库”来提供。GNU 的 C 函数库,即 glibc,是 Linux 上最重要的 函数库,它定义了 ISO C 标准指定的所有的库函数,以及由 POSIX 或其他 UNIX 操作系统 统变种指定的附加特色,还包括有与 GNU 系统相关的扩展。目前,流行的 Linux 系统使用 glibc 2.0 以上的版本。glibc 基于如下标准:

  • ISO C: C 编程语言的国际标准,即 ANSI C。
  • POSIX:GNU C 函数库实现了 ISO/IEC 9945-1:1996 (POSIX 系统应用程序编程接口, 即 POSIX.1)指定的所有函数。该标准是对 ISO C 的扩展,包括文件系统接口原 语、设备相关的终端控制函数以及进程控制函数。同时,GUN C 函数库还支持部分由 ISO/IEC 9945-2:1993(POSIX Shell 和 工具标准,即 POSIX.2)指定的函数, 其中包括用于处理正则表达式和模式匹配的函数。
  • Berkeley Unix:BSD 和 SunOS。GNU C 函数库定义了某些 UNIX 版本中尚未标准化的函数, 尤其是 4.2 BSD, 4.3 BSD, 4.4 BSD Unix 系统(即“Berkeley Unix”)以及“SunOS” (流行的 4.2 BSD 变种,其中包含有某些 Unix System V 的功能)。BSD 函数包括 符号链接、select 函数、BSD 信号处理函数以及套接字等等。
  • SVID:System V 的接口描述。GNU C 函数库定义了大多数由 SVID 指定而未被 ISO C 和 POSIX 标准指定的函数。来自 System V 的支持函数包括进程间通信和共享内存、 hsearch 和 drand48 函数族、fmtmsg 以及一些数学函数。
  • XPG:X/Open 可移植性指南。GNU C 函数库遵循 X/Open 可移植性指南(Issue 4.2) 以及所有的 XSI(X/Open 系统接口)兼容系统的扩展,同时也遵循所有的 X/Open Unix 扩展。

系统调用

系统调用是操作系统提供给外部程序的接口。在 C 语言中,操作系统的系统调用通常通过 函数调用的形式完成,这是因为这些函数封装了系统调用的细节,将系统调用的入口、参数以及 返回值用 C 语言的函数调用过程实现。在 Linux 系统中,系统调用函数定义在 glibc 中

谈到系统调用时,需要注意如下几点:

  • 系统调用函数通常在成功时返回 0 值,不成功时返回非零值。如果要检查失败原因,则 要判断 errno 这个全局变量的值,errno 中包含有错误代码。
  • 许多系统调用的返回数据通常通过引用参数传递。这时,需要在函数参数中传递一个 缓冲区地址,而返回的数据就保存在该缓冲区中。
  • 不能认为系统调用函数就要比其他函数的执行效率高。要注意,系统调用是一个非常耗时 的过程。

有关系统调用我们将在以后详细讲述。

在线文档 (man, info, HOW-TO, ...)

1. man

man,即 manunal,是 UNIX 系统手册的电子版本。根据习惯,UNIX 系统手册通常分为 不同的部分(或小节,即 section),每个小节阐述不同的系统内容。目前的小节划分如下:

  1. 命令:普通用户命令
  2. 系统调用:内核接口
  3. 函数库调用:普通函数库中的函数
  4. 特殊文件:/dev 目录中的特殊文件
  5. 文件格式和约定:/etc/passwd 等文件的格式
  6. 游戏。
  7. 杂项和约定:标准文件系统布局、手册页结构等杂项内容
  8. 系统管理命令。
  9. 内核例程:非标准的手册小节。便于 Linux 内核的开发而包含

其他手册小节:

  • l: PostgreSQL 数据库命令
  • n: TCL/TK 命令

手册页一般保存在 /usr/man 目录下,其中每个子目录(如 man1, man2, ..., manl, mann) 包含不同的手册小节。使用 man 命令查看手册页。

man 命令行:
man [-acdfFhkKtwW] [-m system] [-p string] [-C config_file] [-M path] [-P pager] [-S section_list] [section] name

常用命令行:
$ man open
$ man 7 man
$ man ./myman.3

2. info

Linux 中的大多数软件开发工具都是来自自由软件基金会的 GNU 项目,这些工具软件 件的在线文档都以 info 文件的形式存在。info 程序是 GNU 的超文本帮助系统。

info 文档一般保存在 /usr/info 目录下,使用 info 命令查看 info 文档。

要运行 info,可以在 shell 提示符后输入 info,也可以在 GNU 的 emacs 中键入 Esc-x 后跟 info。

info 帮助系统的初始屏幕显示了一个主题目录,你可以将光标移动到带有 * 的主题菜单上面,然后按回车键
进入该主题,也可以键入 m,后跟主题菜单的名称而进入该主题。例如,你可以键入 m,然后再键入 gcc 而进
进入 gcc 主题中。
如果你要在主题之间跳转,则必须记住如下的几个命令键:
* n:跳转到该节点的下一个节点;
* p:跳转到该节点的上一个节点;
* m: 指定菜单名而选择另外一个节点;
* f:进入交叉引用主题;
* l:进入该窗口中的最后一个节点;
* TAB:跳转到该窗口的下一个超文本链接;
* RET:进入光标处的超文本链接;
* u:转到上一级主题;
* d:回到 info 的初始节点目录;
* h:调出 info 教程;
* q:退出 info。

#DEMO#

3. HOW-TO

可供用户参考的联机文档的另一种形式是 HOWTO 文件,这些文件位于系统的 /usr/doc/HOWTO 目录下。 HOWTO 文件的文件名都有一个 -HOWTO 后缀,并且都是文本文件。

每一个 HOWTO 文件包含 Linux 某一方面的信息,例如它支持的硬件或如何建立一个引导盘。

要想查看这些文件,进入 /usr/doc/HOWTO 目录,使用 more 命令,具体形式如下:
$ cd /usr/doc/HOWTO; more topic-name-HOWTO

另外,HOWTO 文档还有其他格式的文件,例如 HTML 和 PS 等,保存在 /usr/doc/HOWTO/other-formats 下。

4. 其他

Linux 的内核文档一般包含在内核源代码中,目录如下:/usr/src/linux-2.x.x/Documentation

/usr/doc 目录下包含有大量与特定软件或函数库相关的说明性文档。


库和头文件的保存位置

1. 函数库

  • /lib:系统必备共享库
  • /usr/lib:标准共享库和静态库
  • /usr/i486-linux-libc5/lib:libc5 兼容性函数库
  • /usr/X11R6/lib:X11R6 的函数库
  • /usr/local/lib:本地函数库

2. 头文件

  • /usr/include:系统头文件
  • /usr/local/include:本地头文件


POSIX 现在已经发展成为一个非常庞大的标准族,某些部分正处在开发过程中。表 1-1 给出了 POSIX 标准的几个 重要组成部分。POSIX 与 IEEE 1003 和 2003 家族的标准是可互换的。除 1003.1 之外,1003 和 2003 家族也包括在表中。

1-1 POSIX 标准的重要组成部分

1003.0

管理 POSIX 开放式系统环境(OSE)。IEEE 在 1995 年通过了这项标准。 ISO 的版本是 ISO/IEC 14252:1996。

1003.1

被广泛接受、用于源代码级别的可移植性标准。1003.1 提供一个操作系统的 C 语言应 用编程接口(API)。IEEE 和 ISO 已经在 1990 年通过了这个标准,IEEE 在 1995 年 重新修订了该标准。

1003.1b

一个用于实时编程的标准(以前的 P1003.4 或 POSIX.4)。这个标准在 1993 年 被 IEEE 通过,被合并进 ISO/IEC 9945-1。

1003.1c

一个用于线程(在一个程序中当前被执行的代码段)的标准。以前是 P1993.4 或 POSIX.4 的一部分,这个标准已经在 1995 年被 IEEE 通过,归入 ISO/IEC 9945-1:1996。

1003.1g

一个关于协议独立接口的标准,该接口可以使一个应用程序通过网络与另一个应用程序 通讯。 1996 年,IEEE 通过了这个标准。

1003.2

一个应用于 shell 和 工具软件的标准,它们分别是操作系统所必须提供的命令处理器 和工具程序。 1992 年 IEEE 通过了这个标准。ISO 也已经通过了这个标准(ISO/IEC 9945-2:1993)。

1003.2d

改进的 1003.2 标准。

1003.5

一个相当于 1003.1 的 Ada 语言的 API。在 1992 年,IEEE 通过了这个标准。 并在 1997 年对其进行了修订。ISO 也通过了该标准。

1003.5b

一个相当于 1003.1b(实时扩展)的 Ada 语言的 API。IEEE 和 ISO 都已经通过了 这个标准。ISO 的标准是 ISO/IEC 14519:1999。

1003.5c

一个相当于 1003.1q(协议独立接口)的 Ada 语言的 API。在 1998 年, IEEE 通过了这个标准。ISO 也通过了这个标准。

1003.9

一个相当于 1003.1 的 FORTRAN 语言的 API。在 1992 年,IEEE 通过了这个标准, 并于 1997 年对其再次确认。ISO 也已经通过了这个标准。

1003.10

一个应用于超级计算应用环境框架(Application Environment Profile,AEP)的标准。 在 1995 年,IEEE 通过了这个标准。

1003.13

一个关于应用环境框架的标准,主要针对使用 POSIX 接口的实时应用程序。 在 1998 年,IEEE 通过了这个标准。

1003.22

一个针对 POSIX 的关于安全性框架的指南。

1003.23

一个针对用户组织的指南,主要是为了指导用户开发和使用支持操作需求的 开放式系统环境(OSE)框架

2003

针对指定和使用是否符合 POSIX 标准的测试方法,有关其定义、一般需求和指导方针的 一个标准。在 1997 年,IEEE 通过了这个标准。

2003.1

这个标准规定了针对 1003.1 的 POSIX 测试方法的提供商要提供的一些条件。 在 1992 年,IEEE 通过了这个标准。

2003.2

一个定义了被用来检查与 IEEE 1003.2(shell 和 工具 API)是否符合的测试方法的 标准。在 1996 年,IEEE 通过了这个标准。

除了 1003 和 2003 家族以外,还有几个其它的 IEEE 标准,例如 1224 和 1228,它们 也提供开发可移植应用程序的 API。要想得到关于 IEEE 标准的最新信息,可以访问 IEEE 标准的主页,网址是 http://standard.ieee.org/。 有关 POSIX 标准的概述信息,请访问 Web 站点 http://standards.ieee.org/reading/ieee/stad_public/description/posix/。


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