unix环境高级编程 第三版 第一章
1：UNIX体系结构诚层为内核，内核外系统调用，而shell和公用库函数则又是建立在系统调用上，最后系统程序既可以使用
系统调用，又可以使用公共库函数，shell的独特之处在于为其他应用程序提供了一个接口。
2：（1）登录口令文件是/etc/passwd
（2）：口令文件由登录项组成，登录项格式为 登录明：加密口令：数字用户ID：数字组ID：注释字段：起始目录：shell程序
（3）UNIX采用目录和文件的层次结构，所有东西的起点称为根目录，即 /.
（4）目录是包含目录项的文件，其中 “/” 和 "空字符" 不能出现在文件名中，很显然，/和空字符分别用于分离和终结文件名。而且每个目录项都会自动创建“.”和".."两个文件,分别用于指向当前目录和父目录。
3：
（1）：内核用于表示标识特定进程正在访问的文件称作文件描述符，它通常是一个小的非负整数。进程启动时，shell自动为其打开STDIN_FILENO，STDOUT_FILENO，STDERR_FILENO三个文件描述符。
（2）：open,close,write,read,lseek,这几个函数都提供了不带缓冲的I/O,这些函数都使用了文件描述符。
（3）：标准I/O为那些不带缓冲的I/O提供了带缓冲的接口。
4：程序和进程
（1）：程序是一个存储在磁盘上某个目录的可执行文件。
（2）：程序的执行实例被称作进程，UNIX确保每个进程都有唯一的一个数字标识符，称为进程ID.exec族，waitpid,fork三个函数用于主要的进程控制。
（3）线程：通常，线程就是轻量级进程，一个进程内所有线程共享同一地址空间，文件描述符，栈，以及进程相关的属性。线程ID：用于进程内唯一标识某线程的非负整数。
5：出错文件
（1）当UNIX函数出错时，通常会返回一个负值，而且整型变量error通常被设定为具有特定信息的值。
（2）error的两条规则，一是如果没有出错，其值不会被例程清除。第二是任何函数都不会将error值设置为0，而且在<error.h>中所有的常量都不为0。
出错函数如下：
1 #include<string.h>
char *strerror(int errnum);
2 #include<stdio.h>
void perror(const char *msg);
6：信号
（1）信号用于通知进程发生了某种情况，进程有以下三种处理信号的方式。
1 忽略信号
2 按系统默认方式处理
3 提供一个函数，信号发生时调用该函数
3.7 read函数
- /*
- *函数功能：读取已打开文件的数据；
- *返回值：若成功返回读取的字节数，若到文件尾则返回0，若出错则返回-1；
- */
- /*
- *函数原型：
- */
- #include <unistd.h>
- ssize_t read(int filedes, void *buf, size_tnbyte);
- /*
- *参数解释：
- *filedes是指所要读取文件的文件描述符；
- *buf存储所读取数据；
- *nbyte表示最多读取的字节数；
- */
3.8 write函数
- /*
- *函数功能：向已打开文件写入数据；
- *返回值：若成功返回已写的字节数，若出错则返回-1；
- */
- /*
- *函数原型：
- */
- #include <unistd.h>
- ssize_t write(int filedes, const void *buf,size_t nbyte);
- /*
- *参数解释：
- *filedes是指所要写入数据文件的文件描述符；
- *buf存储所要存储的数据；
- *nbyte表示最多写入的字节数；
- */
3.10 文件共享
UNIX支持不同进程共享打开的文件。内核使用三种数据结构表示打开的文件：
进程在进程表中都有一个记录项，记录项中包含一张打开文件的描述符表。每个描述符占一项：描述符标志fd；指向一个文件表项的指针。
内核维持一张所有打开文件的文件表，每个文件表项包含文件状态标志、当前文件偏移量、指向文件v节点表项的指针。
每个打开文件有一个v节点表，每个v节点包含文件类型、操作函数指针和文件的i节点等。
Linux将v节点和i节点实现为独立于文件系统的i节点和依赖文件系统的i节点。
不同进程共享文件时，每个进程都有一个该文件的文件表项，指向同一个v节点表。多个文件描述符也可能指向同一个文件表项，如使用 dup 函数和 fork 后的父子进程。以下是不同进程共享同一个文件的示意图：
3.11 原子操作
原子操作指由多步组成的操作，执行时要么全部执行，要么一步也不执行。
多个进程共享同一个文件，可能造成进程对文件的连续的操作被打乱，这就需要使操作成为原子操作。如 O_APPEND 将到尾端和写入数据组成原子操作，还有 O_CREAT 和 O_EXCL 将检查文件是否存在和创建文件组成原子操作。例如：pread 和 pwrite 将偏移量和读/写组成原子操作。
pread 和 pwrite 函数
- #include <unistd.h>
- /* 函数功能：定位并读取数据
- * 返回值：成功返回读到的字节数，已到文件尾则返回0，出错返回-1 ；
- */
- ssize_t pread(int fd, void *buf, size_tcount, off_t offset);
- /* 函数功能：定位并写入数据
- * 返回值：成功返回写入的字节数，出错返回-1；
- */
- ssize_t pwrite(int fd, const void *buf,size_t count, off_t offset);
3.12 dup函数
- /*
- *函数功能：复制已有的文件描述符；
- *返回值：若成功返回当前可用的文件描述符最小值，若出错则返回-1；
- */
- /*
- *函数原型：
- */
- #include <unistd.h>
- int dup(int filedes);
- /*
- *参数解释：
- *filedes是指当前文件的文件描述符；
- */
- dup2函数
- /*
- *函数功能：复制已有的文件描述符；
- *返回值：若成功返回参数filedes2指定的文件描述符，如果filees2已经打开，则现将其*关闭，如果filedes1等于filedes2，则返回filedes2，不关闭；若出错则返回-1；
- */
- /*
- *函数原型：
- */
- #include <unistd.h>
- int dup2(int filedes1，intfiledes2);
- /*
- *参数解释：
- *filedes是指当前文件的文件描述符；
- */
3.13 刷新缓冲区函数
- unix系统在写数据时是采用文件延迟写，但是我们可以自己刷新缓冲区，将数据写入磁盘。以下是刷新缓冲区，将数据写入磁盘的函数sync，fsync，fdatasync；
- #include <unistd.h>
- /* 将所有修改过的块缓冲区排入写队列，然后返回，不等待写磁盘结束 */
- void sync(void);
- /* 对指定文件刷新块缓冲区，等待写磁盘结束，更新文件属性
- * 返回值：成功返回0，出错返回-1 */
- int fsync(int fd);
- /* 对指定文件刷新块缓冲区，等待写磁盘结束，不更新文件属性
- * 返回值 成功返回0，出错返回-1 */
- int fdatasync(int fd);
3.14 fcntl函数
- /*
- *函数功能：可以改变已打开文件的性质。
- *函数原型：
- */
- #include <unistd.h>
- #include <fcntl.h>
- /*
- * 返回值：成功依赖于cmd，出错返回-1
- */
- int fcntl(int filedes, int cmd, ... /*intarg */ );
- /*
- *参数解释：
- *filedes表示文件描述符；
- *cmd参数，根据 cmd 值的不同，有以下5种功能：
- *
- *（1）F_DUPFD ，复制一个现有的描述符。新描述符为大于等于 arg 的最小可用值。
- *（2）F_GETFD 、 F_SETFD ，获取/设置文件描述符标记。文件描述符标志只有 FD_CLOEXEC ，但一般使用0或1，分别代表 exec 时不关闭或关闭，0为默认值。
- *（3）F_GETFL 、 F_SETFL ，获取/设置文件状态标志。可获取的文件状态标志见 open 函数的 flags 可取值，可设置的文件状态标志不包括访问模式位和创建模式位。
- *（4）F_GETOWN 、 F_SETOWN ，获取/设置异步I/O所有权，即接收 SIGIO和 SIGURG *信号的进程ID或进程组ID， arg 为正为进程ID， arg 为负为等于其绝对值的进程组ID。
- *（5）F_GETLK 、 F_SETLK 、 F_SETLKW ，获取/设置记录锁。
- *agr是指定的整数值；
- */