《Linux/Unix系統編程手冊》讀書筆記 目錄

最近這一個月在看《Linux/Unix系統編程手冊》，在學習關于Linux的系統編程。之前學習Linux的時候就打算寫關于Linux的學習記錄，因為覺得自己學得不好，老是寫不出東西。但是現在覺得學習記錄應該堅持寫，慢慢就會有收獲，堅持寫才可以鍛煉自己的表達能力。

《Linux/Unix系統編程手冊》這本書的評價很高，但是個人覺得翻譯得不太好。其實終究是因為自己的英文閱讀能力太差和沒什么錢，只能看翻譯版。看了接近一個月，覺得這本書介紹的接口很詳細，程序清單基本會提及到介紹的接口。個人覺得作為入門書應該是可以的，起碼看完一遍會有初步的認識，而且作為參考手冊也不錯。打算看完這本書之后，繼續學習《UNIX環境高級編程》，學無止境。

第1章：

介紹了一些歷史，關于Linux、Unix和C；還有一些標準POSIX、SUS

第2章：

介紹Linux和Unix的一些基本概念。

1.操作系統的兩個含義：一，包含管理和分配計算機資源的核心層軟件和附帶的所有標準軟件；二，僅僅指管理和分配計算機資源的核心層軟件。

2.內核的作用：進程調度、內存管理、文件系統、創建和終止進程、對設備的訪問、聯網、提供API。其實就是抽象，用戶通過內核來使用硬件，而不用直接與硬件打交道。

3.用戶態和內核態。

。。。。。。。。。。。。。。。。還有一堆的概念。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

第3章

介紹系統編程的概念。

系統調用（systerm calls）是用戶程序與操作系統之間的接口，系統調用在內核態。庫函數（library functions），一些庫函數是通過系統調用來實現，好處是提供了比底層系統調用更方便的接口。

還有本書的代碼所需的一些函數、頭文件。。。。。。。。。。。

見鏈接：http://www.man7.org/tlpi/

第4章

介紹了文件I/O。

文件描述符，用來表示已經打開的文件（所有類型），是一非負整數。最基本的文件描述符0（標準輸入）、1（標準輸出）、2（標準錯誤）。

I/O操作：首先通過調用open獲取一個文件描述符，再對該文件描述符進行read或者write操作，最后使用close釋放文件描述符和相關資源。

open()調用，打開一個文件或者創建一個文件。

1 #include <sys/stat.h>2 #include <fcntl.h>3 4 int open(const char *pathname, int flags, .../* mode_t mode */);

成功調用返回文件描述符，失敗返回-1；

1、pathname為打開文件的文件名； flags為位掩碼，用于指定文件的訪問模式；mode為位掩碼參數，用于指定文件的訪問權限（可選）。

2、flags位掩碼的標志分為文件訪問模式標志、文件創建標志、已打開文件的狀態標志；其中文件訪問模式標志如下表，這些標志不能同時使用。

比較常用的標志還有O_APPEND（總是在文件尾部添加數據）、O_CREAT（如果要打開的文件不存在就新建一個空文件）、O_EXCL（與O_CREAT結合使用表明如果文件已經存在，就不會打開文件）。

3、open()函數的錯誤：省略。

read()調用，從文件描述符對應的文件中讀取數據。

#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buffer, size_t count);

fd為文件描述符；buffer為存儲數據的緩沖區；count為最多能讀取的字節數。

成功調用返回實際讀取字節數，遇到文件結束符返回0，出現錯誤返回-1。

PS：要在緩沖區最后添加一個表示終止的空字符。

write()調用，往文件描述符對應的文件寫入數據。

1 #include <unistd.h>2 3 ssize_t write(int fd, void *buffer, size_t count);

fd為文件描述符；buffer為存儲數據的緩沖區；count為準備從buffer寫入到文件的數據的字節數。

成功調用返回實際寫入文件的字節數， 失敗返回-1。

close()調用，關閉已經打開的文件描述符。

1 #include <unistd.h>2 3 int close(int fd);

fd為文件描述符。

成功調用返回0，失敗返回-1 。

所有類型的文件和設備驅動都實現了相同的I/O接口，所以無需針對特殊的文件編寫代碼。

文件偏移量：讀寫偏移量或指針，是執行下一個read和write操作的文件起始位置（相對與文件頭部起始點）。

lseek()，改變文件偏移量。

1 #include <unistd.h>2 3 off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

fd為文件描述符，offset為偏移量（字節），whence為表明解釋offset參數的方法。

whence參數：

文件空洞 ：當文件的偏移量大于文件的當前長度時，文件結尾到新寫入數據之間的空間稱為文件空洞。讀取文件空洞的內容會返回以0填充的緩沖區。

　　　　　“空洞是否占用磁盤空間由文件系統決定”----《百度百科》

　　　　　“如果空洞的邊界落在塊內，而非恰好落在塊的邊界上，則會分配一個完整的塊來存儲數據，塊中與空洞相關的部分則以空字節填充”----書本提示

練習：

4-1：tee命令是從標準輸入中讀取數據，直至文件結尾，隨后將數據寫入標準輸入和命令行參數所指定的文件。請使用I/O系統調用實現tee命令，默認情況下，若已存在命令行參數指定文件同名的文件tee命令會將其覆蓋。如文件以存在，請實現-a命令行選項（tee -a file)在文件結尾出追加數據。

 1 /* 2  * ===================================================================================== 3  * 4  *       Filename:  my_tee.c 5  * 6  *    Description:  tee 7  * 8  *        Version:  1.0 9  *        Created:  2014年03月14日 18時23分04秒10  *       Revision:  none11  *       Compiler:  gcc12  *13  *         Author:  alan (), alan19920626@Gmail.com14  *   Organization:如果輸入為my_tee -a會出現錯誤而不是程序自動停止而且報錯！！！！需要改進！！！15  *16  * =====================================================================================17  */18 19 #include <sys/stat.h>20 #include <fcntl.h>21 #include <ctype.h>22 #include "tlpi_hdr.h"23 24 #define MAX_READ 2025 26 int main(int argc, char *argv[]){27     int fd, opt;28     char buf[MAX_READ + 1];29     ssize_t numRead; 30     off_t offset;31 32     if(argc < 2 || strcmp(argv[1], "--help") == 0)33         usageErr("%s [-a] file");34 35     fd = open(argv[argc-1], O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH);36     if(fd == -1)37         errExit("open");38 39     offset = lseek(fd, 0, SEEK_SET);40     while((opt = getopt(argc, argv, ":a")) != -1){41         switch(opt){42             case 'a':43                 //file = optarg;44                 offset = lseek(fd, -1, SEEK_END);45                 break;46             case '?':47             default:48                 fPRintf(stderr, "%s option: '-%c' is invalid: ignore/n", argv[0], optopt);49                 exit(EXIT_FAILURE);50                 break;51         }52     }53 54 55     while((numRead = read(STDIN_FILENO, buf, MAX_READ)) > 0){56         buf[numRead] = '/0';57         58         if(write(STDOUT_FILENO, buf, numRead+1) != (numRead+1))59             fatal("couldn't write whole buf");60         if(write(fd, buf, numRead) != (numRead))61             fatal("couldn't write whole buf");62     }63 64     if(numRead == -1)65         errExit("read");66 67     if(close(fd) == -1)68         errExit("close file");69 70     exit(EXIT_SUCCESS);71 }

測試：

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat > t1This is the first line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat t1This is the first line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./my_tee t1This is the second line.This is the second line.This is the third line.This is the third line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat t1This is the second line.This is the third line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./my_tee -a t1This is the append line.This is the append line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat t1This is the second line.This is the third line.This is the append line.

4-2：編寫一個類似cp命令的程序，當使用該程序復制一個包含空洞（連續的空字節）的普通文件時，要求目標文件的空的與源文件保持一致。

 1 /* 2  * ===================================================================================== 3  * 4  *       Filename:  my_cp.c 5  * 6  *    Description:   7  * 8  *        Version:  1.0 9  *        Created:  2014年04月03日 17時02分43秒10  *       Revision:  none11  *       Compiler:  gcc12  *13  *         Author:  alan (), alan19920626@gmail.com14  *   Organization:  15  *16  * =====================================================================================17  */18 19 #include <sys/stat.h>20 #include <fcntl.h>21 #include <ctype.h>22 #include "tlpi_hdr.h"23 24 #define BUF_SIZE 102425 26 int main(int argc, char *argv[]){27     int inputFd, outputFd, openFlags;28     mode_t filePerms;29     ssize_t numRead;30     char buf[BUF_SIZE];31 32     if(argc != 3 || strcmp(argv[1], "--help") == 0)33         usageErr("%s old-file new-file/n", argv[0]);34 35     inputFd = open(argv[1], O_RDONLY);36     if(inputFd == -1)37         errExit("open file %s", argv[1]);38 39     openFlags = O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC;40     filePerms = S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP | S_IROTH | S_IWOTH;41     outputFd = open(argv[2], openFlags, filePerms);42     if(outputFd == -1)43         errExit("open file %s", argv[2]);44 45     while((numRead = read(inputFd, buf, BUF_SIZE)) > 0)46         if(write(outputFd, buf, numRead) != numRead)47             fatal("couldn't write whole buffer");48     if(numRead == -1)49         errExit("read");50     if(close(inputFd) == -1)51         errExit("close input");52     if(close(outputFd) == -1)53         errExit("close output");54 55     exit(EXIT_SUCCESS);56 }

測試：首先通過書本的程序清單提供的seek_io.c來使t2出現空洞。

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat t2This is the first line.This is the second line.This is the third line.lancelot@debian:~/Code/tlpi$ gcc -o seek_io seek_io.c error_functions.c get_num.clancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./seek_io t2 s100000 wabcs100000: seek succeededwabc: wrote 3 byteslancelot@debian:~/Code/tlpi$ cat t2This is the first line.This is the second line.This is the third line.abclancelot@debian:~/Code/tlp./seek_io t2 s50000 R5s50000: seek succeededR5: 00 00 00 00 00 

可以看到文件偏移量為50000的內容為空字節。。。。。

然后進行復制。

lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./my_cp t2 t3lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ls -l t2 t3-rw-r--r-- 1 lancelot lancelot 100003  4月  3 17:27 t2-rw-r--r-- 1 lancelot lancelot 100003  4月  3 17:34 t3lancelot@debian:~/Code/tlpi$ ./seek_io t3 s50000 R5s50000: seek succeededR5: 00 00 00 00 00 

可以看到兩個文件的大小相同，而且從t3文件偏移量為50000開始讀取5個字節都為空字節。