拾遗：Unix/Linux C_00

零、UNIX 标准：ISO C、IEEE POSIX、Single UNIX Specification

• XSI：X/OPEN System Interface
• Open Group 拥有 UNIX 商标，只有遵循  XSI 的实现才能称为 UNIX
• SUS(Single UNIX Specification) 是 Open Group 的出版物，Open Group 诞生于 1996 年，由 X/Open 和 OSF 合并而成

一、GCC

• gcc -I dir：添加头文件目录;
• gcc -L dir：添加库文件目录;
• gcc -o prog prog.c：指定编译结果的文件名称;
• gcc -c：只编译，不链接;
• lib*.a：传统静态库文件（gcc -o xxx xxx.c /PATH/TO/lib*.a 或 gcc -o xxx xxx.c -l*）;
• lib*.so.N：动态库文件（gcc -o xxx xxx.c /PATH/TO/lib*.so.N　或　gcc -o xxx xxx.c -L /PATH -l*），指定路径或“-lm”形式均可;

二、header files

• 头文件仅包含函数的声明，不包含任何可执行代码;其作用是指明需要链接的库文件;库文件通常是只编译但未链接的一个个单功能模块;

三、static library

• 编写单独的函数文件（即不包含main(){}），使用gcc -c生成 object module;
• 使用 ar crv libfoo.a xx.o xy.o 生成静态库文件libfoo.a（即文件打包），用 ranlib libfoo.a 创建内置文件目录（GCC可选，BSD系统需要），使用 nm -s 查看打包文件详情;

四、shared library

• ldd prog：显示程序用到的动态库;
• ldconfig -v：修改动态库配置文件 /etc/ld.so.conf 后，使新文件生效;
• gcc -shared xxx.o：将.o文件转化成动态库;

五、linux kernel的职责

• 进程调度;
• 内存管理;
• 提供文件系统;
• 创建与终止进程;
• 对设备的访问;
• 联网;
• 提供系统调用应用程序接口（API）;
• 提供多用户操作空间（vitual private computer）;

六、进程终止和终止状态

• 进程可使用_exit()系统调用或exit()相关的库函数请求退出，也可向进程传递信号，将其终止;两种方式均会生成终止状态，一个非负小整数，供父进程的wait()系统调用检测;
• Ｃ库函数是对系统调用的更上一层抽象，fopen()、fclose()、fread()、fwrite()、fgets()、fputs()、remove()等是基于open()、close()、read()、write()、ioctl()、unlink()、rmdir()等系统调用之上构建的;系统调用本身会占用硬件资源;Linux系统调用层面不存在文本概念，一切均是二进制，系统本质上只提供一种文件系统——字节流;

七、杂项

• 进程可使用setrlimit()系统调用为自身设置资源占用上限——soft limit、hard limit;
• kill对应的底层系统调用为kill()，程序可以选择不采取默认的信号动作，如：忽略信号(-9信号必然执行)、屏蔽信号或建立自己的信号处理器;
• 多线程通过全局变量或IPC共享数据;多线程更能发挥多处理器的性能;
• 用户空间：进程的虚拟地址空间;
• C语言的系统调用通过wrapper函数实现;设计库函数是为了提供比底层系统调用更方便的调用接口;
• strace命令可追踪程序的系统调用过程，用于调试程序或研究程序的运作机制;
• 标准库函数getopt()、getopt_long()用于解析命令行参数;

八、进程间通信（IPC）

• 信号signal，形式：SIGxxxx;
• 管道pipe;
• BSD套接字socket;system V FIFO;
• 文件锁定file lock;
• 消息队列MESSAGE QUEUE;
• system V信号量semaphore;
• 共享内存shared memory;

九、进程组（会话、任务）

• 会话中所有会话都具有相同的会话标识符，首进程（session leader）的PID会成为会话ID;
• 会话可以包含多个进程组;
• 一个会话对应一个控制终端;
• 使用会话最多的是支持任务控制的shell，由shell创建的所有进程与shell自身隶属于同一会话，shell是此会话的首进程;

十、日期和时间

• 自1970-01-01 00:00:00起的秒数（需要进行时区调整），即国际协调时间，简称为UTC;
• 系统cpu时间，指系统调用或其它内核服务的耗时;用户cpu时间，指执行常规的程序代码耗时;

十一、实时性realtime

• 操作系统或应用程序具备的即时响应能力，用以满足银行ATM、飞机导航系统等场景的需求;
• unix/linux支持实时性的策略：异步I/O、共享内存、内存映射文件、内存锁定、实时性时钟和定时器、备选调度策略、实时性信号、消息队列以及信号量等

十二、查看glibc版本

• ldd prog | grep libc可查看glibc的路径，执行/PATH/TO/libc.so.N可显示详细版本信息;
• 调用函数gnu_get_libc_version()，返回一个诸如“2.12”的字符串指针;#include <gnu/libc-version.h>;

十三、调用error

• 系统调用或C库调用，必须检查返回状态，通常返回-1表示出错;getpid()、_exit()等少数几个调用不会出错，可以不检查;
• 系统调用失败时，会将全局int变量errno设置为一个正值，以标识具体的错误;#include <errno.h>;
• errno不会被自动重置为0，其负值状态可能是之前调用失败造成的;
• 进行错误检查时，首先检查函数的返回值是否表明调用出错，然后再通过errno确定出错的原因;
• 库函数perror()与strerror()可用于根据errno的值，返回系统调用或部分库函数调用的错误信息，返指值是一个字符串指针;
• 调用库函数的错误状态返回方式各有不同，需要参阅对应的man手册;

十四、exit()与return()

• exit()包含在stdlib.h头文件中，用于直接退出程序;
• return()用于退出所在函数;