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第一章 UNIX基础知识1.1 引言所有操作系统都向它们运行的程序提供服务，典型的服务有执行新程序、打开关闭文件、读写文件、分配存储区、获得当前时间等。1.2 登录1.2.1 登录名登录UNIX系统时，先键入登录名，然后键入口令。系统在口令文件（通常是/etc/passwd）中查找登录名。口令文件中的登录项由7个冒号分隔的字段组成：登录名、加密口令（考虑到安全性已转移至/etc/shadow中）、用户ID、组ID、注释、起始目录（如/home/Tom）、shell（如/bin/sh）。1.1.2 shell登录后，用户就可以向shell键入命令。shell是一个命令行解释器，它读取用户输入，然后执行命令。用户可以直接键入命令或执行shell脚本文件。常用的shell有：l Bourne shell，/bin/shl C shell，/bin/cshl Korn shell，/bin/kshBourne shell是Steve Bourne在贝尔实验室中开发的。C shell是在伯克利有Bill Joy完成的，基础是第6版shell（非Bourne shell），它支持一些Bourne shell没有提供的功能，如作业控制、历史机制和命令行编辑等。Korn shell是David Korn在贝尔实验室中开发的，它兼容Bourne shell，并包含了C shell的如作业控制、历史机制和命令行编辑等功能。1.3 文件和目录1.3.1 文件系统UNIX文件系统时目录和文件的一种层次安排，目录的起点称为根（root），用字符/表示。目录是一个包含目录项的文件。文件的属性有：文件类型、文件长度、文件所有者、文件许可权、文件修改时间等。1.3.2 文件名不能出现在文件名中的字符只有两个：斜线（/）和空操作符（null）。斜线分隔构成路径名，空操作符终止一个路径名。如果文件名中包含某些shell特殊字符则必须用引号机制来引用文件名。当创建一个目录时会自动创建两个目录项：.和.，.代表当前目录,.代表父目录，特例是根目录中的.和.均为当前目录。文件名的最大长度，BSD版本中为255个字符。1.3.3 路径名0个或多个以斜线分隔的文件名序列构成路径名，已斜线开头的路径名称称为绝对路径，否则为相对路径。1.3.4 工作目录工作目录是对进程而言的，又称当前工作目录，所有相对路径名都是从工作目录开始解释的。进程可以用chdir函数更改其工作目录。1.3.5 起始目录用户登录时，工作目录设置为起始目录。1.4 输入和输出1.4.1 文件描述符文件描述符是一个非负整数，内核以此标识一个进程正在访问的文件。当内核打开或创建文件时就会返回一个文件描述符，以便进行读写操作。1.4.2 标准输入、标准输出、标准出错通常，当运行一个新程序时，shell会为其打开三个文件描述符：标准输入、标准输出、标准出错。而且大多数shell都提供一种方法，使得三个文件描述符能重定向的某个文件。1.4.3 不用缓存的I/O函数open、read、write、lseek、close提供了不用缓存的I/O，这些函数都用五年间描述符进行工作。例：n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFERSIZE);write(STDOUT_FILENO, buf, n);1.4.4 标准I/O标准I/O函数提供一种对不用缓存的I/O函数的带缓存的界面。如fgets函数度一完整的行不用自己指定缓存，而read函数则为读取指定字节数，必须自己指定缓存。我们最熟悉的标准I/O函数是printf。例：c = getc(stdin) putc(c, stdout)1.5 程序和进程1.5.1 程序程序时存放在磁盘文件中的可执行文件，可以使用6个exec函数中的任意一个由内核将程序读取存储器并使其执行。1.5.2 进程和进程ID程序的执行实例称为进程，某些操作系统中用称进程为任务。每个进程都有一个唯一的非负的数字标识符称为进程ID。用getpid函数可获得所在进程的ID。1.5.3 进程控制三个主要函数：fork、exec、waitpid，其中exec有6中变体。fork用于创建一个新进程，新进程称为子进程，调用进程称为父进程，fork函数对父进程返回子进程的ID，对子进程返回0，创建子进程失败时返回-1。父进程调用waitpid函数等待子进程终止。1.6 ANSI CANSI 美国国家标准协会，是由制造商和用户组成的非营利性组织，在国际标准化组织（ISO）中国代表美国成员。1.6.1 函数原型如：ssize_t read(int, void*, size_t);1.6.2 类属指针void*1.6.3 原始系统数据类型已_t结尾的数据类型称为原始系统数据类型，通常以C typedef定义，目的是为了阻止程序使用专门的数据类型，如int，long等。1.7 出错处理当函数出错时通常会返回一个负值或一个空指针，同时errno设置为具有特定信息的一个值。注意：只有函数出错时errno的值才会被改变，而且不会用0值改变。出错信息用函数char* strerror(int errnum)显示，也可用 void perror(const char* msg)显示。1.8 用户标识1.8.1 用户ID用户ID向系统标识各个不同的用户，用户不能更改其ID。用户ID为0的用户为根用户或超级用户。1.8.2 组IDUNIX下，组被用于将若干用户集合到课题或部门中去，这种机制允许同组的各个成员之间共享资源。组文件（/etc/group）将组名映射为数字ID。1.8.3 添加组ID除了在口令文件中队一个登录名指定一个组ID外，某些UNIX版本还允许一个用户属于另外一些组。1.9 信号信号时通知进程已发生某种条件的一种技术。如：进程执行除0运算时，系统会给进程发送SIGFPE信号。进程处理信号有3种选择：（1） 忽略（2） 按系统默认方式处理，通常为终止进程。（3） 提供一个函数，信号发生时会调用该函数。例：#include static void sig_int(int);int main(void)if( signal(SIGINT, sig_int) = SIG_ERR)err_sys(“signal error”);.void sig_int(int signo)1.10 UNIX时间UNIX系统使用两种时间值：（1） 日历时间，该值是自1970.1.100:00:00以来国际标准时间（UTC）所经过的描述累计值。（2） 进程时间，也被称为CPU时间，用以度量进程使用的CPU资源，进程时间用时钟滴答计算，系统基本数据类型clock_t表示每秒钟的滴答数。进程时间分3种：时钟时间、用户CPU时间、系统CPU时间。时钟时间是进程运行的时间总量，跟系统的繁忙程度有关，通常的时钟时间指的是系统中没有其他活动时度量的。用户CPU时间指执行用户指令所用的时间量。系统CPU时间是为进程执行内核所经历的的时间。要获得某一命令执行的时钟时间、用户CPU时间、