《apue》读书笔记 第一章 UNIX基础知识
第一章 UNIX基础知识
1.UNIX体系结构
系统调用：内核的接口；
公用函数库：构建在系统调用接口之上；
shell：为运行其他应用程序提供了一个接口。
UNIX操作系统的体系结构
2.登陆
2.1用户名
系统是用数值id来表示用户的，但为方便可读性，id和用户名之间存在一一映射。
系统口令文件在/etc/passwd中，为保证密码安全，加密口令转移到另一个文件中了。
2.2shell
我们linux常用的Bash，全名是Bourne-again shell，是GNU shell，被设计成遵循POSIX的，支持C shell和Korn shell两者的特色功能。
（在linux中，/bin/sh将链接到/bin/bash）
3.文件和目录
3.1文件系统
3.2文件名
文件名中不能出现斜线(/)和空操作符(null)。
斜线用来分隔构成路径名的各文件名，空操作符用来终止一个路径名。
. 表示当前目录；
.. 表示上一层目录。
3.3路径名
绝对路径：以斜线开头；
相对路径：相对于当前目录的路径。
ls(1)命令的简单实现：
/*
列出一个目录中的所有文件
*/
#include "apue.h"
#include <dirent.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
DIR *dp;
struct dirent *dirp;
if (argc != 2)
err_quit("usage: ls directory_name");
if ((dp = opendir(argv[1])) == NULL)
err_sys("can't open %s", argv[1]);
while ((dirp = readdir(dp)) != NULL)
printf("%s\n", dirp->d_name);
closedir(dp);
exit(0);
}家目录：登陆时的默认目录，一般为/home/用户名。
4.输入和输出
4.1文件描述符号
文字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访问(读或者写)的文件。当内核打开一个或创建一个文件时，它就返回一个文件描述符。然后当读、写文件时，就可使用它。
4.2标准输入、标准输出和标准错误
一般，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、标准输出以及标准错误。
4.3不带缓冲的I/O
函数open，read，write，lseek，close提供了不带缓冲的I/O。
所谓不带缓冲，就是告诉系统调用操作多少，那么它就会尽量操作这些数据然后返回。
而对于带缓冲的，一般会等到缓冲区满了才进行操作。
4.4标准I/O
提供了带缓冲的接口。
5.程序和进程
程序：存放在磁盘上，可执行；
进程：实例化的程序，每个进程有唯一个数字标识符，为进程ID；
3个主要的进程控制函数：fork，exec和waitpid：
fork创建一个新的子进程，是父进程的复制品，fork向父进程返回子进程ID，向子进程返回0;
在子进程中，调用execlp执行新程序文件，这就用新的程序文件来替换了子进程原先执行的程序文件，因此产生了一个新的进程；
如果父进程希望等待子进程终止，则用waitpid。
我们可以使用getpid()来获得进程id，它返回一个pid_t数据类型，我们不知道它的大小，但是标准保证它能存放在一个long int中。
从标准输入读入命令并执行（不能传参数）：
#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
int
main(void)
{
char buf[MAXLINE]; /* from apue.h */
pid_t pid;
int status;
printf("%% "); /* print prompt (printf requires %% to print %) */
while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL) {
if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
buf[strlen(buf) - 1] = 0; /* replace newline with null */
if ((pid = fork()) < 0) {
err_sys("fork error");
} else if (pid == 0) { /* child */
execlp(buf, buf, (char *)0);
err_ret("couldn't execute: %s", buf);
exit(127);
}
/* parent */
if ((pid = waitpid(pid, &status, 0)) < 0)
err_sys("waitpid error");
printf("%% ");
}
exit(0);
}一些个人的理解：我们使用bash 下达命令时，产生的新进程是bash的子进程。
线程：同一进程的所有线程共享同一地址空间，文件描述符，栈以及进程相关属性。
6.出错处理
当UNIX函数出错时，往常返回一个负值，同时将整型变量errno设置为具有特定信息的一个值。例如，open函数如成功执行则返回一个非负文件描述符，如出错则返回-1，同时设置errno。在open出错时，有大约15种不同的errno值(文件不存在，许可权问题等)。
C标准定义了两个函数来帮助打印错误信息：
char *strerror(int errnum); //返回：指向消息字符串的指针
void perror(const char *msg); //输出由msg指向的字符串，然后是一个冒号，一个空格，接着是对应于errno值的出错信息，最后换行。
例子：
#include "apue.h"
#include <errno.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
fprintf(stderr, "EACCES: %s\n", strerror(EACCES));
errno = ENOENT;
perror(argv[0]);
exit(0);
}编译送到a.out，执行和结果：
$ ./a.out
EACCES: Permission denied
./a.out: No such file or directory出错分类：致命错误和非致命错误；
7.用户标识
用户id（/etc/passwd），组id(/etc/group)，附加组id（一个用户可以属于多个组）。
(用id来存储，假设每个值用双字节整型值存放，则这两个值只需要4个字节)
8.信号
信号处理：
忽略该信号；
按系统默认方式处理；
提供一个函数，信号发生时调用该函数——捕捉该信号。
当向一个进程发信号时，我们需要是该进程的拥有者或者超级用户。
9.时间值
时钟时间， 用户CPU时间， 系统CPU时间。
10.系统调用和函数
应用程序代码——系统调用 or
应用程序代码——C库函数 or
应用程序代码——C库函数——系统调用；
例子： 应用程序——malloc分配内存——sbrk系统调用。
系统调用通常提供一个最小接口，函数通常实现比较复杂的功能。
（UNIX中，每个系统调用在标准C库中设置一个具有相同名字的函数，所以我们可以通过标准C库来进行系统调用）