《UNIX环境高级编程》笔记——1.UNIX基础知识

it2022-05-05  214

  这一章节侧重一些基本概念和书中用到的一些名词。

一.引言

  所有的操作都提供服务,典型的服务包括:执行新程序、打开文件、读写文件、分配存储区以及获得当前时间等。

二.UNIX体系结构

   

 

  其实linux常见的系统调用不是非常多,本书附录A按字符顺序列出了常用系统调用的原型。其实linux的应用编程,一要熟悉linux的基本概念,二要对各系统调用充分了解练习。

三.登录和shell

   3.1 登录

   口令文件/etc/passwd记录用户的信息,作为登录的依据。以下为该文件的一条内容:

   username:x:1000:1000:username,,,:/home/username:/bin/bash

   username:用户名

   x:加密口令

   1000:用户ID

   1000:用户组ID

   username,,,:注释字段

      :/home/username,起始目录,登录后shell默认在此目录

   :/bin/bash,该用户使用的shell程序

  3.2 shell

   unix等系统有多种shell,如下表格:

  

  不同发行版本的linux,使用的默认shell不一定是bash,例如Ubuntu,就是用dash,dash与bash支持的script语法不完全一直,有时会导致脚本错误,需要注意bash的设置和切换。

 

四.文件和目录

4.1 文件系统

  文件系统是目录和文件的一种层次结构,所有的起点称为“根root目录”,即“/”.

  目录是一个包含目录项的文件。可以理解成目录本身是个特殊文件,包含很多目录项,每个目录项对应该目录下的一个文件,目录项中包含文件名和文件属性(类型、大小、所有者、权限、修改时间等)信息。

  涉及文件系统的知识,后面再深入。

4.2 文件名

  最好不要包含有其他意义的特殊字符,例如shell里的$,路径中的\等,最好由字母、数字、点、横杠-、下划线_等组成。现在的操作系统,一般最少支持255字符的文件名。

4.3 路径名

  绝对路径,/开头

  相对路径,没有/开头,从当前目录开始找

4.4 工作目录

  working directory,也叫current working derectory,每个进程都有一个工作目录,所有相对路径都是从工作目录开始解释。

  可以用chdir()函数改变工作目录。

4.5 起始目录

  登录以后的初始目录,/etc/passwd中存储的那个 /home/usrname路径

五.输入和输出

5.1 文件描述符

  非负整数,内核标识一个特定进程正在访问的文件。读写接口都用此描述符。

5.2 标准输入、输出、错误

  每当运行一个新程序,所有shell都为其打开3个标准文件描述符,分别为:

  STDIN:标准输入

  STDOUT:标准输出

  STDERR:标准错误

  默认都指向屏幕,可以重定向 >,>>, <,例如

  ls > ls_result_file    #ls的标准输出STDOU重定向到ls_result_file中

  【收获】:STDIN/STDOUT/STDERR是3个特殊的文件描述符!

5.3 不带缓冲的IO

  open、read、write、lseek、close等函数不带缓冲。

5.4 标准IO

  对系统调用的二次封装,为不带缓冲的IO提供缓冲,不用关心buf的大小,常见的函数printf、fgets等。fgets里调用了read,能读取一行,而read以字节为单位。

六.程序和进程

6.1 程序

   程序是一个可执行文件,可以被exec函数执行。

6.2 进程和进程ID

   程序的执行实体是进程(process),进程的唯一标识是process ID,即PID,是一个非负整数。

6.3 进程控制

   有三个主要函数,fork,exec,waitpid

6.4 线程和线程ID

     一个进程,一般有一个控制线程thread,但也可以有多个线程。

线程也有ID,但是只在进程内有效,在其他进程内无效多个线程共享进程的地址空间,文件描述符,栈以及进程相关属性。需注意多个线程访问共享资源时的保护线程控制函数与进程类似,是另一套接口

七.出错处理

   有个全局变量errno,操作系统统一定义了若干错误,出错时付给这个变量。例如,open打开文件错误,返回-1,具体错误由errno体现。

#<errno.h>: 定义errno全局变量/* Declare the `errno' variable, unless it's defined as a macro by   bits/errno.h.  This is the case in GNU, where it is a per-thread   variable.  This redeclaration using the macro still works, but it   will be a function declaration without a prototype and may trigger   a -Wstrict-prototypes warning.  */#ifndef    errnoextern int errno;#endif#经过一级级的include,各个具体错误码定义如下:#asm-generic/errno-base.h:#define    EPERM         1    /* Operation not permitted */#define    ENOENT         2    /* No such file or directory */#define    ESRCH         3    /* No such process */#define    EINTR         4    /* Interrupted system call */#define    EIO         5    /* I/O error */#define    ENXIO         6    /* No such device or address */#define    E2BIG         7    /* Argument list too long */#define    ENOEXEC         8    /* Exec format error */#define    EBADF         9    /* Bad file number */#define    ECHILD        10    /* No child processes */#define    EAGAIN        11    /* Try again */#define    ENOMEM        12    /* Out of memory */#define    EACCES        13    /* Permission denied */#define    EFAULT        14    /* Bad address */#define    ENOTBLK        15    /* Block device required */#define    EBUSY        16    /* Device or resource busy */#define    EEXIST        17    /* File exists */#define    EXDEV        18    /* Cross-device link */#define    ENODEV        19    /* No such device */#define    ENOTDIR        20    /* Not a directory */#define    EISDIR        21    /* Is a directory */#define    EINVAL        22    /* Invalid argument */#define    ENFILE        23    /* File table overflow */#define    EMFILE        24    /* Too many open files */#define    ENOTTY        25    /* Not a typewriter */#define    ETXTBSY        26    /* Text file busy */#define    EFBIG        27    /* File too large */#define    ENOSPC        28    /* No space left on device */#define    ESPIPE        29    /* Illegal seek */#define    EROFS        30    /* Read-only file system */#define    EMLINK        31    /* Too many links */#define    EPIPE        32    /* Broken pipe */#define    EDOM        33    /* Math argument out of domain of func */#define    ERANGE        34    /* Math result not representable */ #asm-generic/errno.h:#define    EDEADLK        35    /* Resource deadlock would occur */#define    ENAMETOOLONG    36    /* File name too long */#define    ENOLCK        37    /* No record locks available */#define    ENOSYS        38    /* Function not implemented */#define    ENOTEMPTY    39    /* Directory not empty */#define    ELOOP        40    /* Too many symbolic links encountered */#define    EWOULDBLOCK    EAGAIN    /* Operation would block */#define    ENOMSG        42    /* No message of desired type */#define    EIDRM        43    /* Identifier removed */#define    ECHRNG        44    /* Channel number out of range */#define    EL2NSYNC    45    /* Level 2 not synchronized */#define    EL3HLT        46    /* Level 3 halted */#define    EL3RST        47    /* Level 3 reset */#define    ELNRNG        48    /* Link number out of range */#define    EUNATCH        49    /* Protocol driver not attached */#define    ENOCSI        50    /* No CSI structure available */#define    EL2HLT        51    /* Level 2 halted */#define    EBADE        52    /* Invalid exchange */#define    EBADR        53    /* Invalid request descriptor */#define    EXFULL        54    /* Exchange full */#define    ENOANO        55    /* No anode */#define    EBADRQC        56    /* Invalid request code */#define    EBADSLT        57    /* Invalid slot */#define    EDEADLOCK    EDEADLK#define    EBFONT        59    /* Bad font file format */#define    ENOSTR        60    /* Device not a stream */#define    ENODATA        61    /* No data available */#define    ETIME        62    /* Timer expired */#define    ENOSR        63    /* Out of streams resources */#define    ENONET        64    /* Machine is not on the network */#define    ENOPKG        65    /* Package not installed */#define    EREMOTE        66    /* Object is remote */#define    ENOLINK        67    /* Link has been severed */#define    EADV        68    /* Advertise error */#define    ESRMNT        69    /* Srmount error */#define    ECOMM        70    /* Communication error on send */#define    EPROTO        71    /* Protocol error */#define    EMULTIHOP    72    /* Multihop attempted */#define    EDOTDOT        73    /* RFS specific error */#define    EBADMSG        74    /* Not a data message */#define    EOVERFLOW    75    /* Value too large for defined data type */#define    ENOTUNIQ    76    /* Name not unique on network */#define    EBADFD        77    /* File descriptor in bad state */#define    EREMCHG        78    /* Remote address changed */#define    ELIBACC        79    /* Can not access a needed shared library */#define    ELIBBAD        80    /* Accessing a corrupted shared library */#define    ELIBSCN        81    /* .lib section in a.out corrupted */#define    ELIBMAX        82    /* Attempting to link in too many shared libraries */#define    ELIBEXEC    83    /* Cannot exec a shared library directly */#define    EILSEQ        84    /* Illegal byte sequence */#define    ERESTART    85    /* Interrupted system call should be restarted */#define    ESTRPIPE    86    /* Streams pipe error */#define    EUSERS        87    /* Too many users */#define    ENOTSOCK    88    /* Socket operation on non-socket */#define    EDESTADDRREQ    89    /* Destination address required */#define    EMSGSIZE    90    /* Message too long */#define    EPROTOTYPE    91    /* Protocol wrong type for socket */#define    ENOPROTOOPT    92    /* Protocol not available */#define    EPROTONOSUPPORT    93    /* Protocol not supported */#define    ESOCKTNOSUPPORT    94    /* Socket type not supported */#define    EOPNOTSUPP    95    /* Operation not supported on transport endpoint */#define    EPFNOSUPPORT    96    /* Protocol family not supported */#define    EAFNOSUPPORT    97    /* Address family not supported by protocol */#define    EADDRINUSE    98    /* Address already in use */#define    EADDRNOTAVAIL    99    /* Cannot assign requested address */#define    ENETDOWN    100    /* Network is down */#define    ENETUNREACH    101    /* Network is unreachable */#define    ENETRESET    102    /* Network dropped connection because of reset */#define    ECONNABORTED    103    /* Software caused connection abort */#define    ECONNRESET    104    /* Connection reset by peer */#define    ENOBUFS        105    /* No buffer space available */#define    EISCONN        106    /* Transport endpoint is already connected */#define    ENOTCONN    107    /* Transport endpoint is not connected */#define    ESHUTDOWN    108    /* Cannot send after transport endpoint shutdown */#define    ETOOMANYREFS    109    /* Too many references: cannot splice */#define    ETIMEDOUT    110    /* Connection timed out */#define    ECONNREFUSED    111    /* Connection refused */#define    EHOSTDOWN    112    /* Host is down */#define    EHOSTUNREACH    113    /* No route to host */#define    EALREADY    114    /* Operation already in progress */#define    EINPROGRESS    115    /* Operation now in progress */#define    ESTALE        116    /* Stale NFS file handle */#define    EUCLEAN        117    /* Structure needs cleaning */#define    ENOTNAM        118    /* Not a XENIX named type file */#define    ENAVAIL        119    /* No XENIX semaphores available */#define    EISNAM        120    /* Is a named type file */#define    EREMOTEIO    121    /* Remote I/O error */#define    EDQUOT        122    /* Quota exceeded */#define    ENOMEDIUM    123    /* No medium found */#define    EMEDIUMTYPE    124    /* Wrong medium type */#define    ECANCELED    125    /* Operation Canceled */#define    ENOKEY        126    /* Required key not available */#define    EKEYEXPIRED    127    /* Key has expired */#define    EKEYREVOKED    128    /* Key has been revoked */#define    EKEYREJECTED    129    /* Key was rejected by service *//* for robust mutexes */#define    EOWNERDEAD    130    /* Owner died */#define    ENOTRECOVERABLE    131    /* State not recoverable */#define ERFKILL        132    /* Operation not possible due to RF-kill */#define EHWPOISON    133    /* Memory page has hardware error */

 

 

通过errno输出字符错误信息。

#include <string.h> char * strerror(int errnum);  #通过errno获取一个错误信息的字符串 #include <stdio.h> void perror( const char *msg )  #向stderr上输出错误信息"msg:"+"errno代表的错误信息"

 

八.用户标识

用户ID: user ID,与用户一一对应,在/etc/passwd中有,

用户组ID: group ID,多个用户可以有相同组ID,便于分享文件

附属组ID():允许用户除了组ID,还可以有若干其他组的ID,保存在/etc/group文件里。

【收获】为什么用数字表示用户?历史原因,每个文件都保存该文件的用户ID和用户组ID,如果用字符类型,会占用过多空间,且不易操作,所以用数字,只要两个int就可以了。

九.信号

 signal用于通知进程发生某种情况,信号处理处理有三种方式:

 忽略该信号 系统按默认方式处理,如果进程特殊设置,系统就按照默认的方式处理信号 进程提供一个函数,信号发生时调用

十.时间值

 10.1 日历时间(UTC)

 该值是自1 9 7 0110 0 : 0 0 : 0 0以来国际标准时间( U T C)所经过的秒数累计值(早期的手册称 U T C为格林尼治标准时间) ,系统中用time_t类型表示。

 10.2 进程时间

  也叫CPU时间,用来度量占用的CPU资源。

  单位:时钟滴答,系统每秒的滴答数可以通过sysconf获取,曾经取值50/60/100等,用clock_t类型表示;

  三个进程时间值:时钟时间real、用户时间user、系统时间sys。时钟时间是整个进程的执行时间,此时间跟进程的数量有关,例如同样一个进程,如果系统中有3个和10个其他进程和的情况下,时钟时间是不一样的,即跟系统的负荷有关系。用户时间是该进程处于用户态时运行的时间。系统时间是该进程进入内核态以后的运行时间。 read >= (user+sys)

:/work/platform-zynq/linux-xlnx-repo-smp$ time -p grep 'xilinx' */*.h real 0.38 user 0.00 sys 0.05real > (user+sys)

 

十一.系统调用和库函数

 

  C库函数也可以不调用系统调用。

 

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/liuwanpeng/p/6241277.html


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