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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。
#: 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 errno extern 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。
#includechar * strerror(int errnum); #通过errno获取一个错误信息的字符串#include 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 0年1月1日0 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' */*.hreal 0.38user 0.00sys 0.05 real > (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。
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