《Unix/linux系统编程》教材第1、2章学习笔记

第1章：引 言

关于本书
是研究Unix/Linux系统编程的专著。其中涵盖Unix/Linux的所有基本组件，包括进程管理、并发编程、定时器和时钟服务、文件系统、网络编程和MySQL数据库系统。

关于Unix
Unix是一种通用型操作系统，采用PDP-11微型计算机开发，有许多个版本。

• AT&T Unix
• Berkeley Unix
• HP Unix
• IBM Unix
• Sun Unix

关于Linux
Linux是一个类Unix开源系统，最初由李纳斯基于Intel x86的个人计算机开发的一个实验性内核，目前也存在多个版本。

• Debian Linux
• Ubuntu Linux
• Linux Mint
• 基于RPM的Linux
• Slackware Linux

虚拟机上的Linux
在Microsoft Windows 10内的虚拟机上安装并运行Linux

• VirtualBox

1. 安装教程
2. 调整屏幕分辨率：
   按照教材内容打开终端，输入命令行xdiagnose，发现要先下载，下载时候出现下图问题
   

通过向gpt提问发现是有另一个软件包管理器正在运行，执行sudo fuser -vki /var/lib/dpkg/lock命令关闭进程后解决

再次使用sudo xdiagnose，按照下图选择即可改变分辨率

3.在Ubuntu下测试C语言
使用sudo apt-get install emacs安装emacs

• VMware

使用 Ubuntu Linux

• Ctrl+ALT+T组合键打开伪终端
• 用户为普通用户，要运行任何特权命令，用户必须输入sudo command
• 为了在当前目录下运行程序，用户每次都必须输入./a.out
• 一般安装的Linux版本为64位，若需要生成32位需要使用gcc -m32 t.c # compile t.c into 32-bit code

文件系统组织

• 采用树形组织结构
  

• 文件路径名
  文件系统数树的根节点（用“/”表示）称为根目录，文件系统树的每个节点都由以下的路径名指定：
  /a/b/c/d or a/b/c/d
  以“/”开头的为绝对路径名，反之则为相对于进程当前工作目录（CWD）的相对路径名。登录时，CWD被设置为主目录。CWD可以通过cd命令更改。pwd可以打印CWD的绝对路径名。

• 常用命令
  ls：ls dirname：列出CWD或者目录内容
  cd dirname：跳转目录
  pwd：打印绝对路径
  touch file：改变文件名时间戳（如果文件不存在，则创建文件）
  cat file：显示文件内容
  cp src dest：复制文件
  mv src dest：移动或重命名文件
  mkdir dir：创建目录
  rmdir dir：删除（空）目录
  rm file：删除文件
  ln old new：链接文件
  find：搜索文件
  grep：搜索包含
  ssh：远处登录主机``
  gzip file：压缩为.gz
  gunzip file.gz：解压.gz
  tar -zcvf file.tgz .：从当前目录创建压缩tar
  tar -zxvf file.tgz .：从.tgz文件中解压文件
  man：手册（man command）
  zip file.zip file：将文件压缩为.zip文件
  unzip file.zip：解压.zip文件

• Linux手册
  在Ubuntu Linux中保存在/usr/share/man/目录下，使用手册页例子：
  man ls：显示man1中ls命令的手册页
  man 2 open：显示man2中open函数的手册页

Ubuntu Linux系统管理

• 添加新用户
  sudo adduer username

• sudo命令
  在sudoers中添加username ALL（ALL） ALL来确保用户能够发出sudo

第2章：编程背景

Linux文本编辑器

1. vim
   vim启动时处于命令模式，输入
   i：切换到插入如模式，插入文本
   a：切换到插入模式，追加文本
   退出插入模式按ESC一次或多次。

在命令模式下，输入“：”进入末行模式，将文本保存为文件或者退出vim：
:w：写入（保存）文件
:q：退出vim
:q！：不保存更改，强制退出

2.gedit
是GNOME桌面环境默认的文本编辑器（包括ununtu）。

3.emacs
强大，apt-get install emacs下载。

程序开发

• 程序开发步骤
  1.创建源文件
  注释：“/”和“/”或者“//”
  变量：全局变量、局部变量、静态变量（可以初始化）、自动变量和寄存器变量。
  2.用gcc把源文件转换为二进制文件
  3.gcc是什么
  是一个程序，包含3步：
  第一步：将C源代码文件转换为汇编代码文件，.c转为.s
  第二步：把汇编代码转换为目标代码，.s转为.o
  第三步：链接，调用链接器将所有.o文件和必要的库函数组合成单一的二进制可执行文件。

• 静态与动态链接
  创建二进制文件的两种形式
  动态链接：可减小每个a.out文件的大小；许多程序可以共享库函数。

• a.out文件内容
  1.文件头
  2.代码段：也称正文段
  3.数据段
  4.符号表

C语言中的函数调用

• 64位GCC中的运行时堆栈使用情况
  与32有一些不同，调用函数时，前六个参数依次进入rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9，其他任何参数通过堆栈。进入后先建立栈帧（rbp），肯呢个向下移动堆栈指针（rsp）。GCC编译生成的代码可保持堆栈指针固定不懂，默认保留红色区域堆栈128字节。

C语言程序与汇编代码的链接

• 汇编代码说明
  GCC生成的汇编代码由三部分组成：
  1.入口代码：prolog
  2.函数体代码：
  3.退出代码：epilog

链接库

• 静态链接库

gcc -c mysum.c
ar rcs libmylib.a mysum.o
gcc -static t.c -L. -lmylib
a.out

-L.指定链接库路径，-l指定链接库

• 动态链接库
  gcc -c -fPIC mysum.c
  gcc -shared -o libmylib.so mysum.o
  gcc t.c -L. -lmylib
  export LD_LIBRARY_PATH=./
  a.out

如果链接库不在当前目录中，只需要更改-L.选项。

makefile

• 格式
  一个make文件由一系列目标项、依赖项和项目组成。

• make程序
  通常，我们会使用sh命令
  gcc -o myt main.c mysum.c
  生成一个名为myt的二进制可执行文件。

GDB调试工具

• 在emacs IDE中使用GDB

1. 源代码：
   在X-window下打开一个伪终端，使用EMACS创建makefile

t:t.c
  	gcc -g -o t t.c

2. 编译源代码：
   打开EMACS的Tools菜单，然后选择Compile。EMACS将在编辑窗口底部显示一个提示行
   make -k
   并等待响应
3. 启动GDB：
   打开tools菜单并选择Debugger，底部会显示提示行
   gdb -i=mi t
   并等待响应，按enter键启动GDB调试工具
4. 多窗口GBD：
   从GDB菜单中，选择Gud->GDB-MI->Display Other Windows，GBD将在不同的窗口中显示GDB缓冲区。

学习过程中的问题和解决过程

问题及其解决过程已展示在上示总结中。

针对知识点与gpt的对话

1. vim文本编辑器
   
   
   
   

2. C语言程序与汇编代码的链接
   
   
   
   

程序实现与代码

hello.c:

#include "hello.h"
void ljx()
{
printf("hello!\n");
}

main.c:

#include "hello.h"
int main(){
ljx();
}

hello.h:

#ifndef ___HELLO_H___
#define ___HELLO_H___
void ljx();
#endif