Unix/Linux系统编程学习笔记-1
笔记
第一章 引言
一、概述：
在第一章引言里，简单介绍了Unix的历史，包括贝尔实验室开发的Unix早期版本、AT&T System V以及Unix的其他版本，如BSD、HP UX、IBM AIX和Sun/SolarisUnix。此外，还介绍了Linux的开发及其各种发行版(包括Debian、Ubuntu、 Mint、 RedHat和Slackware),列出了适用于Linux的各种硬件平台和虚拟机，并展示了如何将UbuntuLinux同时安装到Microsoft Windows中的VirtualBox 虚拟机和VMware虚拟机上。本章还解释了Linux的启动过程(从Linux内核启动到用户登录和命令执行)，描述了UaixLiun文件系统组织、文件类型和常用的Unx/Linux命令。最后，本章介绍了用户管理和维护Linu系统需执行的一些系统管理任务。
二、本书目的：
- 1.强化学生的编程背景知识
- 2.动态数据结构的应用
- 3.进程概念和进程管理
- 4.并行编程
- 5.定时器和定时功能
- 6.信号、信号处理和进程间通信
- 7.文件系统
- 8.TCP/IP和网络编程
三、Unix与Linux
Unix是一种通用操作系统，Linux是一个类Unix系统，第一章分别介绍了两者的历史和分别基于两者发展到现在的成果。
学习如何下载并使用Linux
ls：ls dirname：列出CWD或目录的内容
cd dirname：更改目录
pwd：打印CWD的绝对路径名
touch filename：更改文件名时间戳
cat filename：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 dirname：创建目录
rmdir dirname：移除目录
In oldfile newfile：在文件之间创建链接
find：搜索文件
grep：搜索文件中包含模式的行
ssh：登录到远程主机
gzip filename：将文件压缩为.gz文件
gunzip file.gz：解压.gz文件
tar -zcvf file.tgz：从当前目录创建压缩tar文件
tar -zxvf file.提供者：从.tgz文件中解压文件
man：显示在线手册
四、文件类型：
- 特殊文件：
1.字符特殊文件：字符I/O，如/dev/tty0、/dev/pts/1等。
2.块特殊文件：块I/O，如/dev/had、/dev/sda等。
3.其他类型，如网络（套接字）特殊文件、命名管道等。
符号链接文件：属于常规文件，其内容为其他文件的路径名。
如 ln -s aVeryLongFileName myLink
五、文件路径名
用“/”符合表示为根目录。
以“/”开头的路径名为绝对路径名，反之则为相对于进程当前工作目录（CWD）的相对路径名。
六、Ubuntu Linux系统管理
对于sudo命令：
出于安全原因，Ubuntu禁用了根或超级用户账户，这可防止任何人以根用户身份登录（其实也不完全是；有一个方法可杜绝这种情况，但不便透露）。sudo（“超级用户执行”）允许用户以另一个用户（通常是超级用户）的身份执行命令。
为确保用户可发出sudo，只需在sudoers文件加一行，如：username ALL（ALL） ALL
第二章 编程背景
一、了解并使用文本编辑器
三种文本编辑器
- 1.vim（Linux的标准内置编辑器）
vim有三种不同的操作模式：命令模式、插入模式和末行模式
命令模式
默认状态，用来输入命令一般，大部分按键都有特定的功能。
比如hjkl这四个键，依次表示将光标向左、下、右、上移动一个字符或一行。
通过vim filename`进入文本后就是这个状态了
插入模式
用来输入和编辑文本，对应的按键是i（insert插入）和a（add追加）
末行模式
用来退出或保存文件。
:w：保存文件；
:q：退出vim
:wq：保存并退出
:q!：强制退出，不保存，这个选择因为vim的保护机制，基本没用，想要强制退出还需要一些 WYSIWYG编辑器中常见的快捷键。
WYSIWYG（所见即所得）快捷键
Ctrl+Ｃ：终止或退出，最有用，可以代替:!q了；
Ctrl+Ｋ：删除行到缓冲区，暂时不知道怎么用这个；
Ctrl＋Ｙ：从缓冲区内容中复制或粘贴，与Ctrl+Ｋ配合使用的吧；
Ctrl+Ｓ：保存文件，大部分编辑器都有类似功能，保存。
- 2.gedit（GNOME桌面环境默认的文本编辑器）
- 3.emacs（可以在多个不同平台上运行）
了解如何使用emacs
二、编程
了解全局变量、局部变量、静态变量、自动变量和寄存器变量等等的作用：
全局变量在函数外定义。局部变量在函数内定义。全局变量具有唯一性，并且只有一个副本。静态全局变量仅对定义它们的文件可见。非静态全局变量则对同一程序的所有文件都可见。全局变量可以初始化，也可以不初始化。初始化的全局变量在编译时赋值。未初始化的全局变量在程序执行开始时清零。局部变量只对定义它们的函数可见。默认情况下，局部变量是自动变量，它们在函数调用时出现，按逻辑在函数退出时消失。对于寄存器变量，编译器试图把它们分配在CPU寄存器中。由于自动局部变量在函数调用前没有分配内存空间，因此在编译时不能初始化。静态局部变量具有永久性和唯一性，可以初始化。此外，C语言还支持易失性变量，这些变量用作内存映射I/O的地址，或者通过中断处理程序或多个执行线程来访问的全局变量。易失性关键字可阻止C编译器优化用这些变量进行操作的代码。
汇编代码与目标代码
静态与动态链接
静态库和共享库；动态链接库。
静态链接库:
gcc -c mysum.c
ar rcs libmylib.a mysum.o
gcc -static t.c -L. -lmylib
a.out
以上代码是一个使用静态库的过程，-L.表示指定当前目录，可修改为其它，-l表示指定链接库mylib,其中，并未指定前缀lib和后缀.a。
动态链接库:
gcc -c -fPIC mysum.c
gcc -shared -o linmylib.so mysum.o
gcc t.c -L -mylib
export LD_LIBRARY_PATH=./
a.out
- 可执行文件格式：
1.二进制可执行平面文件：
2.a.out可执行文件：
3.ELF可执行文件：
- a.out相关知识点:
1.文件头:包含了a.out文件的加载信息和大小，tsize表示代码段大小，dsize表示包含初始化的全局变量和初始化的静态局部变量数据段的大小，bsize表示了未初始化的全局变量和未初始化的静态局部变量的bss段的大小，total_size表示加载的a.out文件的总大小。
2.代码段:也叫正文段，包含了程序的可执行代码。从标准的C启动代码crt0.o开始，这一代码调用的是main()函数，这也是为啥一个C程序只能有一个main()函数。
3.数据段:包含了初始化全局变量和初始化静态局部变量的数据。
4.符号表:可选部分，仅在运行调试时有用。
32位，64位GCC在运行时堆栈使用情况
C语言程序中的函数调动
这部分主要作为知识拓展，可以简单的概括为crt0.o -> main() -> A(par_a) -> B(par_b) -> C(par_c)
三、GDB调试工具
GNU调试工具（GDB）是一个交互式调试工具，可以调试用C、C++和其他几种语言编写的程序
在程序执行时，GDB以一个黑色三角标志显示执行进度关于使用调试工具的建议：
程序开发的最佳方法是仔细设计程序的算法，然后根据算法编写程序代码。过度依赖调试工具通常和适得其反，因为这可能浪费更多的时间。
对于我来说最有收获的就是学会了如何使用vim，emacs，以及如何编译代码，增强了我的动手能力。
问题与解决思路
1.VirtualBox调整分辨率
问题：
在使用虚拟机过程中，根据教材指导对VirtualBox分辨率的调整，发现输入“xdiagnose”后没有成功。
解决思路：
我认为可能是整个过程中有步骤没有完善，所以重复实验，发现任然不行，我就去网上查找资料，发现首先要先输入sudo apt-get install xdiagnose安装xdiagnose，因为首次安装系统大部分没有这个软件。安装完了之后输入sudo xdiagnose并输入密码，会出来几个选项，勾选之后点击apply，再输入sudo reboot重启才算真正的完成。
2.虚拟机的Ubuntu安装
问题：安装出现错误
解决办法：
重启电脑，按下F2快捷键进入BIOS界面；
按下F7
选择 高级/advanced
选择CPU配置/CPU Configuration
找到 Intel Virtualization Technology，Disabled->Enabled(禁用->开启)
按F10保存重启
3.虚拟机内vim,gcc,emacs的安装
问题：安装出现错误，安装不了。
解决办法：上网查询发现需要先输入sudo apt-get install ctags代码，安装成功后再依次安装其余程序即可。
实践内容与截图，代码链接
ubunt的下载：
1.用户的创建：
2.构建二叉搜索树（注p74，示例程序C2.7）
3.openeuler系统：
