linux 系统编程概述

系统编程三大基石：系统调用，C库，C编译器

1.系统调用：从操作系统中获得符合或者资源，又用户空间向内核发起的函数调用，如 read ， write  等系统调用函数

2.C库：Linux 应用程序的核心，glibc ，系统调用封装，线程支持， 基本应用工具

3.C编译器： gcc 。编译器辅助实现了C标准和系统的ABI。

 

API 和 ABI

API：应用程序接口，软件模块之间再源代码层交互的接口。提供标准接口的方式进行封装，

ABI：应用程序二进制接口，特定的架构上两个或者多个软件模块之间的二进制接口。ABI保证二进制代码兼容。

 

标准：POSIX 和 SUS

 

文件和文件系统：

文件：文件必须被打开才能访问，每个进程打开的每个文件都有唯一的文件描述符--一个整数表示，简写为fd，在用户空间中共享。

普通文件：线性字节数组方式组织的数据，字节流。

文件长度：文件大小的字节计数，组成文件的线性数组里字节的数目。

inode节点：文件系统在磁盘上实际物理对象，也是内核中的数据结构的概念实体

链接：文件名和inode 节点的配对。映射在物理磁盘上的形式不限，可以是表格，哈希表。

　　映射由内核代码对某一个特定文件系统实现和管理。

硬链接：不同文件名映射到同一个inode 节点的多个链接，允许多个路径名指向相同的数据。

符号链接（软链接）：为了跨越文件系统。 看上去向普通文件，可以指向任何地方。需要更多开销。缺少透明性。

特殊文件：块设备，字符设备，命名管道(FIFO)，Unix域套接字。

文件系统：合法层次结构组织的文件和目录的集合。

挂载：文件系统从全局的文件和目录的名字空间独立的添加

卸载：文件系统从全局的文件和目录的名字空间独立的移除

挂载点：文件系统中要挂载在名字空间中特定的位置。

Linux支持内存的虚拟文件系统，NFS，媒体文件系统，原生文件系统(ext3)，XFS,FAT

 

进程：执行中的目标代码：生存的程序，以及数据、资源、状态等变量，由内核仲裁和管理的系统资源管理，计时器，挂起信号量，打开文件，网络连接，硬件，IPC。存储在进程描述符中

　　　　支持抢占式多任务和虚拟内存。

线程：进程中的活动单位，负责执行代码和维护进程的运行状态。linux程序被单线程化。

　　包括栈，处理器状态，目标代码当前位置。

　　Linux独特的线程视图：偶然共享某些资源的进程。

进程体系：每个进程都有唯一的正整数表示，即ID，第一个进程是1.

　　进程终止之后，不会立即从系统中移除，内核将在内存中保存进程的部分内容，允许父进程查看该进程的状态-------进程等待。

用户和组：用户和组认证。每个用户和唯一的正整数关联--用户ID。

　　　　每个进程域一个用户ID关联，用来识别这个进程的用户，称为进程的真是uid。

文件权限：文件的所有者，所属组，权限位集。分别对应uid，gid，other 对文件的读，写，执行的权限。

　　　　文件所有者和权限信息存储在文件的inode中

信号：单向异步通知机制。一般用于通知进程发生某些事件。

进程间通信：IPC，管道，命名管道，信号量，消息队列，共享内存，快速用户空间互斥体(Futuxes)

头文件：大量的头文件。

错误处理：错误通常通过函数的返回值表示，并通过特殊的变量errno来描述。

　　　　错误值告诉调用函数发生了错误，但不提供错误的原因，errno变量用于定位错误的原因。

　　#include<errno.h>

　　extern int errno;

将 errno 的值转换到对应的文本，这些函数仅在错误报告的时候有必要。 perror();

　　#include <stdio.h>

　　void perror(const char *str);  向stderr 打印出以str 指向的字符串为前缀，

　　char *strerror(int errnum);

　　int strerror_r(int errnum, char *buf, size_t len);  线程安全的。

　　使用errno 编程时，忽视了 库函数和系统调用都可以修改errno 的值。