apue 第一章 unix基础知识

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• unix 体系结构

1. kernel(内核):一种软件，控制计算机的硬件资源，提供系统的运行环境
2. system call(系统调用):内核的接口
3. 公用函数库和shell在系统调用之上
4. 应用程序构建在最外层，既可以使用系统调用，也就可以使用公用函数库和shell

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输入和输出

文件描述符

• 通常是一个非负整数，内核用来标识一个特定的进程正在访问的文件，在读写文件都会使用文件描述符，open或者create一个文件会返回文件描述符

standard input standard output standard error

• 但shell允许一个新程序时，默认打开三个文件描述符，标准输入，标准输出，标准错误，不特殊指明都指向终端，但可以重定向

#标准输出被重定向到文件
ls > file.list

不带缓冲的IO

• 从标准输入STDIN_FILENO(终端)中读取数据到buf中
• 从buf中写东西到标准输出STDOUT_FILENO(终端)中
• BUFFZISE一次能读取的最多字节
• 编译以后执行 ./a.out < infile > outfile，实现文件复制

#include "apue.h"                                
#define BUFFSIZE    4096
int
main(void)
{
    int n;
    char buf[BUFFSIZE];
    while ((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZE)) > 0)
        if (write(STDOUT_FILENO, buf, n) != n)
            err_sys("write error");
    if (n < 0)
        err_sys("read error");
    exit(0);
}

标准IO

• 使用标准io函数无需选择缓冲区大小
• get一次读取一个字符，读完显示EOF
• stdin和stdout表示标准输入和输出

#include "apue.h"                       
int
main (void)
{
    int c;
    while ((c = getc(stdin)) != EOF)
        if (putc(c, stdout) == EOF)
            err_sys("output error");
    if (ferror(stdin))
        err_sys("input error");
    exit(0);
}

程序和进程

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• 程序 program：一个可执行文件，内核将程序读入内存，用以执行
• 进程 process：程序执行的实例，每个进程都要一个唯一的 进程ID

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进程控制

• 启动程序，获取输入后，在父进程中创建出子进程，在子进程中执行命令
• 父进程等待子进程终止
• fork对子进程返回0对父进程返回id

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
int
main(void)
{
    char buf[MAXLINE];
    pid_t pid;
    int status;
    printf("%%");
    while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL)
    {
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = 0;
        //创建子进程
        if ((pid = fork()) < 0)
        {
            err_sys("fork error");
        }   
        //pid = 0 创建子进程成功
        else if (pid == 0)
        {
            //执行程序
            execlp(buf, buf, (char *)0);
            err_ret("Couldn't execute: %s", buf);
            exit(127);
        }   
        if ((pid = waitpid(pid, &status, 0)) < 0)
            err_sys("waitpid error");
            
        printf("%% ");
    }   
    exit(0);
}

线程thread

• 一个进程内的所有线程共享进程相关属性
• 进程也有id，但只在进程内有意义

用户标识

• 每个用户一个 用户id，不能更改，id为0的为root用户
• 组id 允许各个成员之间共享资源
• 使用username更加方便，在口令文件里包含了这种映射关系 ls -l可以查看
• 用户还有 附属组id

信号signal

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• 用于通知进程系统发生了某种错误系统的处理方式:忽略信号，系统默认处理，捕捉自己处理

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• 系统产生了SIGINT (ctrl+D)信号，会在signal中捕捉到，然后调用sin_int函数处理

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
static void sig_int(int);
int 
main(void)
{
    char buf[MAXLINE];
    pid_t pid;
    int status;

    printf("%%");
    while (fgets(buf, MAXLINE, stdin) != NULL)
    {   
        if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n')
            buf[strlen(buf) - 1] = 0;

        if (signal(SIGINT, sig_int) == SIG_ERR)
            err_sys("signal error");

        //创建子进程
        if ((pid = fork()) < 0)
        {   
            err_sys("fork error");
        }   
        //pid = 0 创建子进程成功
        else if (pid == 0)
        {   
            //执行程序
            execlp(buf, buf, (char *)0);
            err_ret("Couldn't execute: %s", buf);
            exit(127);
        }   

        if ((pid = waitpid(pid, &status, 0)) < 0)
            err_sys("waitpid error");

        printf("%% ");
    }   
    exit(0);
}
void sig_int(int signo)
{
    printf("interrupt\n%% ");
}