UNIX基础知识

一、UNIX基础知识
1.6 程序和进程

• 程序（program）是一个磁盘中的可执行文件，内核中用exec将程序读入内存。
• 进程（process）是程序的执行实例，也有些地方称为任务（task）
• 每个进程有唯一标志的、非负整数的进程ID（processID，通过getpid()可获取）
• 进程控制：通过fork\exec\waitpid函数控制。
• 线程：
  • 通常一个进程只有一个控制线程。一个进程内的所有线程共享同一地址空间、文件描述符、栈以及相关进程属性。因为访问共享数据，所以需要采取同步措施避免不一致性。
  • 线程也有一个线程ID，只在所属进程内起作用。线程模型是在进程模型建立很久之后才被引入unix系统的。

1.7 出错处理
unix系统函数出错通常返回一个负值。POSIX和ISO C将errno定义为一个整型的可变值，每个线程都有属于它自己的局部errno值防止互相干扰。C标准定义了函数：

• char *strerror(int errnum)：将errnum映射为一个错误信息，返回其字符串指针。
• void perror(const char *msg)：输出msg、冒号、空格及当前errno值对应的出错消息，最后换行。

错误分为致命的和非致命性的：致命的通常打个日志就无法做什么了，非致命的错误程序可自行考虑措施。

1.8 用户标识

• 用户ID：系统通过用户登录名确认其ID，用户ID不可变，每个用户有唯一ID。ID为0的是root或superuser，可跳过大多数文件权限检查。
• 组ID：同组ID的各用户可共享资源，文件通常是/etc/group。
• 选用数字是为了节省空间、检查效率高。口令文件里另存了映射关系，方便用户使用字符串作为名字。
• 附属组ID：大多数系统支持16个附属组，使一个用户属于组的同时，也属于另外的若干附属组。

1.9 信号

• 信号（signal）用于通知进程发生了某种情况，如被0除。信号可以被忽略、关闭程序、提供handler函数。
• 关闭：终端键盘上支持中断键(Ctrl+c)、退出键信号(Ctrl+)来中断当前进程。也可以通过kill信号，由一个进程向另一进程发送中断信号（前提我们必须是那个进程的所有者或超级用户）。

1.10 时间值

• unix系统使用过两种时间值：
  • UTC 1970年至今秒数，用于记录文件最近一次修改时间。
  • 进程时间：以cpu运行该进程的滴答数为计。
• 进程执行时间unix维护了三份：
  • 时间时间：进程运行时间的总量，与系统同时运行的进程数有关。
  • 用户CPU时间\系统CPU时间：执行用户指令、系统指令所花的系统cpu时间量。

1.11 系统调用和库函数

• 所有操作系统都提供了多种入口，由此程序向内核请求服务。各种unix实现的良好定义、数量有限的直接入口点称为系统调用（system call）。所用的技术是为每个系统调用在标准C库设置一个同名函数，通过用标准C来调用内核服务。（产生软中断进入内核的机器指令）
• 从实现角度看，库函数和系统调用有根本区别。库函数可替代但系统调用不能替换，如malloc如果不满可以使用其它的库实现内存管理。
• 库函数与系统调用另一差别是：系统调用通常提供一种最小接口，而库函数提供比较复杂的功能。