LinuxUNIX系统编程手册(上、下册)
2019-11-01 09:48:23 0 举报AI智能生成
LinuxUNIX系统编程手册(上、下册)
作者其他创作
大纲/内容
总目录
上册
献辞
对本书的赞誉
主题
本书的读者
Linux和UNIX
本书的用途和组织结构
程序示例
习题
标准和可移植性
Linux内核和C语言函数库版本
在其他语言中调用编程接口
感谢Alejandro Forero Cuervo对本书书名的建议！
许可
Web站点和程序示例的源码
反馈
1 历史和标准
1.1 UNIX和C语言简史
UNIX的第一版到第六版
BSD和System V的诞生
1.2 Linux简史
1.2.1 GNU项目
1.2.2 Linux内核
1.3 标准化
1.3.1 C编程语言
1.3.2 首个POSIX标准
1.3.3 X/Open公司和The Open Group
1.3.4 SUSv3和POSIX.1-2001
1.3.5 SUSv4和POSIX.1-2008
1.3.6 UNIX标准时间表
1.3.7 实现标准
1.3.8 Linux、标准、Linux标准规范（Linux Standard Base）
1.4 总结
进阶阅读
2 基本概念
2.1 操作系统的核心——内核
内核的职责
2.2 shell
2.3 用户和组
用户
组
超级用户
2.4 单根目录层级、目录、链接及文件
文件类型
路径和链接
符号链接
文件名
路径名
当前工作目录
文件的所有权和权限
2.5 文件I/O模型
文件描述符
stdio函数库
2.6 程序
过滤器
命令行参数
2.7 进程
进程的内存布局
创建进程和执行程序
进程ID和父进程ID
进程终止和终止状态
进程的用户和组标识符（凭证）
特权进程
能力（Capabilities）
init进程
守护进程
环境列表
资源限制
2.8 内存映射
2.9 静态库和共享库
静态库
共享库
2.10 进程间通信及同步
2.11 信号
2.12 线程
2.13 进程组和shell任务控制
2.14 会话、控制终端和控制进程
2.15 伪终端
2.16 日期和时间
2.17 客户端/服务器架构
2.18 实时性
2.19 /proc文件系统
2.20 总结
3 系统编程概念
3.1 系统调用
3.2 库函数
3.3 标准C语言函数库；GNU C语言函数库（glibc）
确定系统的glibc版本
3.4 处理来自系统调用和库函数的错误
处理系统调用错误
处理来自库函数的错误
3.5 关于本书示例程序的注意事项
3.5.1 命令行选项及参数
3.5.2 常用的函数及头文件
3.6 可移植性问题
3.6.1 特性测试宏
3.6.2 系统数据类型
3.6.3 其他的可移植性问题
3.7 总结
3.8 练习
4 文件I/O：通用的I/O模型
4.1 概述
4.2 通用I/O
4.3 打开一个文件：open()
open()调用所返回的文件描述符数值
4.3.1 open()调用中的flags参数
4.3.2 open()函数的错误
4.3.3 creat()系统调用
4.4 读取文件内容：read()
4.5 数据写入文件：write()
4.6 关闭文件：close()
4.7 改变文件偏移量：lseek()
SEEK_SET
SEEK_CUR
SEEK_END
文件空洞
示例程序
4.8 通用I/O模型以外的操作：ioctl()
4.9 总结
4.10 练习
5 深入探究文件I/O
5.1 原子操作和竞争条件
以独占方式创建一个文件
向文件尾部追加数据
5.2 文件控制操作：fcntl()
5.3 打开文件的状态标志
5.4 文件描述符和打开文件之间的关系
5.5 复制文件描述符
5.6 在文件特定偏移量处的I/O：pread()和pwrite()
5.7 分散输入和集中输出（Scatter-Gather I/O）：readv()
分散输入
集中输出
在指定的文件偏移量处执行分散输入/集中输出
5.8 截断文件：truncate()和ftruncate()系统调用
5.9 非阻塞I/O
5.10 大文件I/O
过渡型LFS API
_FILE_OFFSET_BITS宏
向printf()调用传递off_t值
5.11 /dev/fd目录
5.12 创建临时文件
5.13 总结
5.14 练习
6 进程
6.1 进程和程序
6.2 进程号和父进程号
6.3 进程内存布局
6.4 虚拟内存管理
6.5 栈和栈帧
6.7 环境列表
从程序中访问环境
修改环境
6.8 执行非局部跳转：setjmp()和longjmp()
对setjmp()函数的使用限制
滥用longjmp()
优化编译器的问题
尽可能避免使用setjmp()函数和longjmp()函数
6.9 总结
更多资料
6.9 练习
7 内存分配
7.1 在堆上分配内存
7.1.1 调整program break：brk()和sbrk()
7.1.2 在堆上分配内存：malloc()和free()
7.1.3 malloc()和free()的实现
7.1.4 在堆上分配内存的其他方法
7.2 在堆栈上分配内存：alloca()
7.3 总结
7.4 练习
8 用户和组
8.1 密码文件：/etc/passwd
8.2 shadow密码文件：/etc/shadow
8.3 组文件：/etc/group
8.4 获取用户和组的信息
从密码文件获取记录
从组文件获取记录
扫描密码文件和组文件中的所有记录
从shadow密码文件中获取记录
8.5 密码加密和用户认证
8.6 总结
8.7 练习
9 进程凭证
9.1 实际用户ID和实际组ID
9.2 有效用户ID和有效组ID
9.3 Set-User-ID和Set-Group-ID程序
9.4 保存set-user-ID和保存set-group-ID
9.5 文件系统用户ID和组ID
9.6 辅助组ID
9.7 获取和修改进程凭证
9.7.1 获取和修改实际、有效和保存设置标识
9.7.2 获取和修改文件系统ID
9.7.3 获取和修改辅助组ID
9.7.4 修改进程凭证的系统调用总结
9.7.5 示例：显示进程凭证
9.8 总结
9.9 习题
10 时间
10.1 日历时间（Calendar Time）
10.2 时间转换函数
10.2.1 将time_t转换为可打印格式
10.2.2 time_t和分解时间之间的转换
10.2.3 分解时间和打印格式之间的转换
10.3 时区
时区定义
为程序指定时区
10.4 地区（Locale）
地区定义
为程序设置地区
10.5 更新系统时钟
10.6 软件时钟（jiffies）
10.7 进程时间
10.8 总结
进一步的信息
10.9 练习
11 系统限制和选项
11.1 系统限制
运行时恒定值（可能不确定）
路径名变量值
运行时可增加值
对选定SUSv3限制的总结
从shell中获取限制和选项：getconf
11.2 在运行时获取系统限制（和选项）
11.3 运行时获取与文件相关的限制（和选项）
11.4 不确定的限制
11.5 系统选项
11.6 总结
更多信息
11.7 练习
12 系统和进程信息
12.1 /proc文件系统
12.1.1 获取与进程有关的信息：/proc/PID
12.1.2 /proc 目录下的系统信息
12.1.3 访问/proc文件
12.2 系统标识：uname()
12.3 总结
进阶信息
12.4 练习
13 文件I/O缓冲
13.1 文件I/O的内核缓冲：缓冲区高速缓存
缓冲区大小对I/O系统调用性能的影响
13.2 stdio库的缓冲
设置一个stdio流的缓冲模式
_IONBF
_IOLBF
_IOFBF
刷新stdio缓冲区
13.3 控制文件I/O的内核缓冲
同步I/O数据完整性和同步I/O文件完整性
用于控制文件I/O内核缓冲的系统调用
使所有写入同步：O_SYNC
O_SYNC 对性能的影响
O_DSYNC和O_RSYNC标志
13.4 I/O缓冲小结
13.5 就I/O模式向内核提出建议
POSIX_FADV_NORMAL
POSIX_FADV_SEQUENTIAL
POSIX_FADV_RANDOM
POSIX_FADV_WILLNEED
POSIX_FADV_DONTNEED
POSIX_FADV_NOREUSE
13.6 绕过缓冲区高速缓存：直接I/O
直接I/O的对齐限制
13.7 混合使用库函数和系统调用进行文件I/O
13.8 总结
补充信息
13.9 练习
14 系统编程概念
14.1 设备专用文件（设备文件）
设备ID
14.2 磁盘和分区
磁盘驱动器
磁盘分区
14.3 文件系统
ext2文件系统
文件系统结构
14.4 i节点
ext2中的i节点和数据块指针
14.5 虚拟文件系统（VFS）
14.6 日志文件系统
14.7 单根目录层级和挂载点
14.8 文件系统的挂载和卸载
14.8.1 挂载文件系统：mount()
14.8.2 卸载文件系统：umount()和umount2()
14.9 高级挂载特性
14.9.1 在多个挂载点挂载文件系统
14.9.2 多次挂载同一挂载点
14.9.3 基于每次挂载的挂载标志
14.9.4 绑定挂载
14.9.5 递归绑定挂载
14.10 虚拟内存文件系统：tmpfs
14.11 获得与文件系统有关的信息：statvfs()
14.12 总结
14.13 练习
15 文件属性
15.1 获取文件信息：stat()
设备ID和i节点号
文件所有权
链接数
文件类型及权限
文件大小、已分配块以及最优I/O块大小
文件时间戳
15.2 文件时间戳
纳秒时间戳
15.2.1 使用utime()和utimes()来改变文件时间戳
15.2.2 使用utimensat()和futimens()改变文件时间戳
15.3 文件属主
15.3.1 新建文件的属主
15.3.2 改变文件属主：chown()、fchown()和lchown()
15.4 文件权限
15.4.1 普通文件的权限
15.4.2 目录权限
15.4.3 权限检查算法
15.4.4 检查对文件的访问权限：access()
15.4.5 Set-User-ID、Set-Group-ID和Sticky位
15.4.6 进程的文件模式创建掩码：umask()
15.4.7 更改文件权限：chmod()和fchmod()
15.5 i节点标志（ext2扩展文件属性）
FS_APPEND_FL
FS_COMPR_FL
FS_DIRSYNC_FL（自Linux 2.6以后）
FS_IMMUTABLE_FL
FS_JOURNAL_DATA_FL
FS_NOATIME_FL
FS_NODUMP_FL
FS_NOTAIL_FL
FS_SECRM_FL
FS_SYNC_FL
FS_TOPDIR_FL（自Linux 2.6起）
FS_UNRM_FL
15.6 总结
15.7 练习
16 扩展属性
16.1 概述
EA命名空间
通过shell创建并查看EA
16.2 扩展属性的实现细节
对user扩展属性的限制
EA在实现方面的限制
16.3 操控扩展属性的系统调用
创建和修改EA
XATTR_CREATE
XATTR_REPLACE
获取EA值
删除EA
获取与文件相关联的所有EA的名称
16.4 总结
16.5 练习
17 访问控制列表
17.1 概述
ACL记录
ACL_USER_OBJ
ACL_USER
ACL_GROUP_OBJ
ACL_GROUP
ACL_MASK
ACL_OTHER
最小ACL和扩展ACL
17.2 ACL权限检查算法
17.3 ACL的长、短文本格式
17.4 ACL_mask型ACE和ACL组分类
17.5 getfacl和setfacl命令
17.6 默认ACL与文件创建
17.7 ACL在实现方面的限制
17.8 ACL API
概述
将文件的ACL读入内存
从内存ACL中获取记录
获取并修改ACL记录中的属性
创建和删除ACE
更新文件的ACL
ACL在内存和文本格式之间的转换
ACL API中的其他函数
17.9 总结
17.10 练习
18 目录与链接
18.1 目录和（硬）链接
18.2 符号（软）链接
系统调用对符号链接的解释
符号链接的文件权限和所有权
18.3 创建和移除（硬）链接：link()和 unlink()
仅当关闭所有文件描述符时，方可删除一个已打开的文件
18.4 更改文件名：rename()
18.5 使用符号链接：symlink()和readlink()
18.6 创建和移除目录：mkdir()和rmdir()
18.7 移除一个文件或目录：remove()
18.8 读目录：opendir()和readdir()
目录流与文件描述符
readdir_r()函数
18.9 文件树遍历：nftw()
FTW_CHDIR
FTW_DEPTH
FTW_MOUNT
FTW_PHYS
FTW_D
FTW_DNR
FTW_DP
FTW_F
FTW_NS
FTW_SL
FTW_SLN
nftw()的FTW_ACTIONRETVAL标识
FTW_CONTINUE
FTW_SKIP_SIBLINGS.
FTW_SKIP_SUBTREE
FTW_STOP
18.10 进程的当前工作目录
获取当前工作目录
改变当前工作目录
18.11 针对目录文件描述符的相关操作
18.12 改变进程的根目录：chroot()
18.13 解析路径名：realpath()
18.14 解析路径名字符串：dirname()和basename()
18.15 总结
18.16 练习
19 监控文件事件
19.1 概述
19.2 inotify API
19.3 inotify事件
19.4 读取inotify事件
19.5 队列限制和/proc文件
max_queued_events
max_user_instances
max_user_watches
19.6 监控文件的旧有系统：dnotify
19.7 总结
19.8 练习
20 信号：基本概念
20.1 概念和概述
20.2 信号类型和默认行为
SIGABRT
SIGALRM
SIGBUS
SIGCHLD
SIGCLD
SIGCONT
SIGEMT
SIGFPE
SIGHUP
SIGILL
SIGINFO
SIGINT
SIGIO
SIGIOT
SIGKILL
SIGLOST
SIGPIPE
SIGPOLL
SIGPROF
SIGPWR
SIGQUIT
SIGSEGV
SIGSTKFLT
SIGSTOP
SIGSYS
SIGTERM
SIGTRAP
SIGTSTP
SIGTTIN
SIGTTOU
SIGUNUSED
SIGURG
SIGUSR1
SIGUSR2
SIGVTALRM
SIGWINCH
SIGXCPU
SIGXFSZ
20.3 改变信号处置：signal()
SIG_DFL
SIG_IGN
20.4 信号处理器简介
20.5 发送信号：kill()
20.6 检查进程的存在
20.7 发送信号的其他方式：raise()和killpg()
20.8 显示信号描述
20.9 信号集
20.10 信号掩码（阻塞信号传递）
SIG_BLOCK
SIG_UNBLOCK
SIG_SETMASK
20.11 处于等待状态的信号
20.12 不对信号进行排队处理
20.13 改变信号处置：sigaction ()
SA_NOCLDSTOP
SA_NOCLDWAIT
SA_NODEFER
SA_ONSTACK
SA_RESETHAND
SA_RESTART
SA_SIGINFO
20.14 等待信号：pause()
20.15 总结
20.16 练习
21 信号：信号处理器函数
21.1 设计信号处理器函数
21.1.1 再论信号的非队列化处理
21.1.2 可重入函数和异步信号安全函数
21.1.3 全局变量和sig_atomic_t数据类型
21.2 终止信号处理器函数的其他方法
21.2.1 在信号处理器函数中执行非本地跳转
21.2.2 异常终止进程：abort()
21.3 在备选栈中处理信号：sigaltstack()
SS_ONSTACK
SS_DISABLE
21.4 SA_SIGINFO标志
结构siginfo_t
si_signo
si_code
si_value
si_pid
si_uid
si_errno
si_addr
si_timerid
si_overrun
si_band
si_fd
si_status
si_utime
si_stime
参数ucontext
21.5 系统调用的中断和重启
SA_RESTART标志对哪些系统调用（和库函数）有效
为信号修改SA_RESTART标志
对于某些Linux系统调用，未处理的停止信号会产生EINTR错误
21.6 总结
21.7 练习
22 信号：高级特性
22.1 核心转储文件
不产生核心转储文件的情况
为核心转储文件命名：/proc/sys/kernel/core_pattern
22.2 传递、处置及处理的特殊情况
SIGKILL和SIGSTOP
SIGCONT和停止信号
由终端产生的信号若已被忽略，则不应改变其信号处置
22.3 可中断和不可中断的进程睡眠状态
22.4 硬件产生的信号
22.5 信号的同步生成和异步生成
22.6 信号传递的时机与顺序
何时传递一个信号？
解除对多个信号的阻塞时，信号的传递顺序
22.7 signal()的实现及可移植性
glibc的一些细节
sigaction()是建立信号处理器的首选API
22.8 实时信号
对排队实时信号的数量限制
使用实时信号
22.8.1 发送实时信号
22.8.2 处理实时信号
22.9 使用掩码来等待信号：sigsuspend()
22.10 以同步方式等待信号
22.11 通过文件描述符来获取信号
SFD_CLOEXEC
SFD_NONBLOCK
22.12 利用信号进行进程间通信
22.13 早期的信号API（System V和BSD）
System V信号API
BSD信号API
22.14 总结
22.15 练习
23 定时器与休眠
23.1 间隔定时器
ITIMER_REAL
ITIMER_VIRTUAL
ITIMER_PROF
更为简单的定时器接口：alarm()
setitimer()和alarm()之间的交互
23.2 定时器的调度及精度
高分辨率定时器
23.3 为阻塞操作设置超时
23.4 暂停运行（休眠）一段固定时间
23.4.1 低分辨率休眠：sleep()
23.4.2 高分辨率休眠：nanosleep()
23.5 POSIX时钟
23.5.1 获取时钟的值：clock_gettime()
23.5.2 设置时钟的值：clock_settime()
23.5.3 获取特定进程或线程的时钟ID
23.5.4 高分辨率休眠的改进版：clock_nanosleep()
23.6 POSIX间隔式定时器
23.6.1 创建定时器：timer_create()
23.6.2 配备和解除定时器：timer_settime()
23.6.3 获取定时器的当前值：timer_gettime()
23.6.4 删除定时器：timer_delete()
23.6.5 通过信号发出通知
23.6.6 定时器溢出
23.6.7 通过线程来通知
23.7 利用文件描述符进行通知的定时器：timerfd API
TFD_CLOEXEC
TFD_NONBLOCK
timerfd与fork()及exec()之间的交互
从timerfd文件描述符读取
23.8 总结
23.9 练习
24 进程的创建
24.1 fork()、exit()、wait()以及execve()的简介
24.2 创建新进程：fork()
24.2.1 父、子进程间的文件共享
24.2.2 fork()的内存语义
24.3 系统调用vfork()
24.4 fork()之后的竞争条件（Race Condition）
24.5 同步信号以规避竞争条件
24.6 总结
24.7 练习
25 进程的终止
25.1 进程的终止：_exit()和exit()
25.2 进程终止的细节
25.3 退出处理程序
注册退出处理程序
程序范例
25.4 fork()、stdio缓冲区以及_exit()之间的交互
25.5 总结
25.6 练习
26 监控子进程
26.1 等待子进程
26.1.1 系统调用wait()
26.1.2 系统调用waitpid()
26.1.3 等待状态值
26.1.4 从信号处理程序中终止进程
26.1.5 系统调用waitid()
26.1.6 系统调用wait3()和wait4()
26.2 孤儿进程与僵尸进程
26.3 SIGCHLD信号
26.3.1 为SIGCHLD建立信号处理程序
26.3.2 向已停止的子进程发送SIGCHLD信号
26.3.3 忽略终止的子进程
26.4 总结
26.5 练习
27 程序的执行
27.1 执行新程序：execve()
EACCES
ENOENT
ENOEXEC
ETXTBSY
E2BIG
27.2 exec()库函数
27.2.1 环境变量PATH
27.2.2 将程序参数指定为列表
27.2.3 将调用者的环境传递给新程序
27.2.4 执行由文件描述符指代的程序：fexecve()
27.3 解释器脚本
解释器脚本的执行
使用脚本的optional-arg（可选参数）
使用execlp()和execvp()执行脚本
27.4 文件描述符与exec()
执行时关闭（close-on-exec）标志（FD_CLOEXEC）
27.5 信号与exec()
27.6 执行shell命令：system()
在设置用户ID（set-user-ID）和组ID（set-group-ID）程序中避免使用system()
27.7 system()的实现
对system()的简化实现
在system()内部正确处理信号
system()实现的改进版
关于system()的更多细节
27.8 总结
更多的信息
27.9 练习
28 详述进程创建和程序执行
28.1 进程记账
打开和关闭进程记账功能
进程账单记录
进程记账文件格式（版本3）
28.2 系统调用clone()
28.2.1 clone()的flags参数
28.2.2 因克隆生成的子进程而对waitpid()进行的扩展
28.3 进程的创建速度
28.4 exec()和fork()对进程属性的影响
28.5 总结
28.6 练习
29 线程：介绍
29.1 概述
29.2 Pthreads API的详细背景
线程数据类型（Pthreads data type）
线程和errno
Pthreads函数返回值
编译Pthreads程序
29.3 创建线程
29.4 终止线程
29.5 线程ID（Thread ID）
29.6 连接（joining）已终止的线程
29.7 线程的分离
29.8 线程属性
29.9 线程VS进程
29.10 总结
29.11 练习
30 线程：线程同步
30.1 保护对共享变量的访问：互斥量
30.1.1 静态分配的互斥量
30.1.2 加锁和解锁互斥量
30.1.3 互斥量的性能
30.1.4 互斥量的死锁
30.1.5 动态初始化互斥量
30.1.6 互斥量的属性
30.1.7 互斥量类型
30.2 通知状态的改变：条件变量（Condition Variable）
30.2.1 由静态分配的条件变量
30.2.2 通知和等待条件变量
30.2.3 测试条件变量的判断条件（predicate）
30.2.4 示例程序：连接任意已终止线程
30.2.5 经由动态分配的条件变量
30.3 总结
30.4 练习
31 线程：线程安全和每线程存储
31.1 线程安全（再论可重入性）
非线程安全的函数
可重入和不可重入函数
31.2 一次性初始化
31.3 线程特有数据
31.3.1 库函数视角下的线程特有数据
31.3.2 线程特有数据API概述
31.3.3 线程特有数据API详述
31.3.4 使用线程特有数据API
31.3.5 线程特有数据的实现限制
31.4 线程局部存储
31.5 总结
31.6 练习
32 线程：线程取消
32.1 取消一个线程
32.2 取消状态及类型
PTHREAD_CANCEL_DISABLE
PTHREAD_CANCEL_ENABLE
PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS
PTHREAD_CANCEL_DEFERED
32.3 取消点
32.4 线程可取消性的检测
32.5 清理函数（cleanup handler）
32.6 异步取消
32.7 总结
33 线程：更多细节
33.1 线程栈
33.2 线程和信号
33.2.1 UNIX信号模型如何映射到线程中
33.2.2 操作线程信号掩码
33.2.3 向线程发送信号
33.2.4 妥善处理异步信号
33.3 线程和进程控制
线程和exec()
线程和fork()
线程与exit()
33.4 线程实现模型
多对一（M:1）实现（用户级线程）
一对一（1:1）实现（内核级线程）
多对多（M:N）实现（两级模型）
33.5 Linux POSIX线程的实现
33.5.1 LinuxThreads
33.5.2 NPTL
33.5.3 哪一种线程实现
33.6 Pthread API的高级特性
33.7 总结
33.8 练习
下册
34 进程组、会话和作业控制
34.1 概述
34.2 进程组
在作业控制shell中使用setpgid()
获取和修改进程组ID的其他（过时的）接口
34.3 会话
34.4 控制终端和控制进程
删除进程与控制终端之间的关联关系
在BSD上建立一个控制终端
获取表示控制终端的路径名：ctermid()
34.5 前台和后台进程组
34.6 SIGHUP信号
34.6.1 在shell中处理SIGHUP信号
34.6.2 SIGHUP和控制进程的终止
34.7 作业控制
34.7.1 在shell中使用作业控制
34.7.2 实现作业控制
34.7.3 处理作业控制信号
34.7.4 孤儿进程组（SIGHUP回顾）
34.8 总结
34.9 习题
35 进程优先级和调度
35.1 进程优先级（nice值）
nice值的影响
获取和修改优先级
PRIO_PROCESS
PRIO_PGRP
PRIO_USER
35.2 实时进程调度概述
POSIX实时与硬实时对比
35.2.1 SCHED_RR策略
35.2.2 SCHED_FIFO策略
35.2.3 SCHED_BATCH和SCHED_IDLE策略
35.3 实时进程调用API
35.3.1 实时优先级范围
35.3.2 修改和获取策略和优先级
35.3.3 释放CPU
35.3.4 SCHED_RR时间片
35.4 CPU亲和力
35.5 总结
35.6 习题
36 进程资源
36.1 进程资源使用
RUSAGE_SELF
RUSAGE_CHILDREN
RUSAGE_THREAD（自Linux 2.6.26起）
36.2 进程资源限制
无法表示的限制值
36.3 特定资源限制细节
RLIMIT_AS
RLIMIT_CORE
RLIMIT_CPU
RLIMIT_DATA
RLIMIT_FSIZE
RLIMIT_MEMLOCK
RLIMIT_MSGQUEUE
RLIMIT_NICE
RLIMIT_NOFILE
RLIMIT_NPROC
RLIMIT_RSS
RLIMIT_RTPRIO
RLIMIT_RTTIME
RLIMIT_SIGPENDING
RLIMIT_STACK
36.4 总结
36.5 习题
37 DAEMON
37.1 概述
37.2 创建一个daemon
37.3 编写daemon指南
37.4 使用SIGHUP重新初始化一个daemon
37.5 使用syslog记录消息和错误
37.5.1 概述
37.5.2 syslog API
37.5.3 /etc/syslog.conf文件
37.6 总结
37.7 习题
38 编写安全的特权程序
38.1 是否需要一个Set-User-ID或Set-Group-ID程序
38.2 以最小权限操作
按需拥有权限
在无需使用权限时永久地删除权限
修改进程身份信息的注意事项
38.3 小心执行程序
在执行另一个程序之前永久地删除权限
避免执行一个拥有权限的shell（或其他解释器）
在exec()之前关闭所有用不到的文件描述符
38.4 避免暴露敏感信息
38.5 确定进程的边界
考虑使用能力
考虑使用一个chroot监牢
38.6 小心信号和竞争条件
38.7 执行文件操作和文件I/O的缺陷
38.8 不要完全相信输入和环境
不要信任环境列表
防御性地处理不可信用户的输入
避免对进程的运行时环境进行可靠性假设
38.9 小心缓冲区溢出
38.10 小心拒绝服务攻击
38.11 检查返回状态和安全地处理失败情况
38.12 总结
38.13 习题
39 能力
39.1 能力基本原理
39.2 Linux能力
39.3 进程和文件能力
39.3.1 进程能力
39.3.2 文件能力
39.3.3 进程许可和有效能力集的目的
39.3.4 文件许可和有效能力集的目的
39.3.5 进程和文件可继承集的目的
39.3.6 在shell中给文件赋予能力和查看文件能力
39.4 现代能力实现
39.5 在exec()中转变进程能力
39.5.1 能力边界集
39.5.2 保持root语义
39.6 改变用户ID对进程能力的影响
39.7 用编程的方式改变进程能力
libcap API
39.8 创建仅包含能力的环境
SECBIT_KEEP_CAPS和prctl() PR_SET_KEEPCAPS操作
39.9 发现程序所需的能力
39.10 不具备文件能力的老式内核和系统
CAP_SETPCAP能力
能力边界集
在运行于无文件能力的系统上的程序中使用能力
39.11 总结
39.12 习题
40 登录记账
40.1 utmp和wtmp文件概述
40.2 utmpx API
40.3 utmpx结构
EMPTY (0)
RUN_LVL (1)
BOOT_TIME (2)
NEW_TIME (3)
OLD_TIME (4)
INIT_PROCESS (5)
LOGIN_PROCESS (6)
USER_PROCESS (7)
DEAD_PROCESS (8)
40.4 从utmp和wtmp文件中检索信息
40.5 获取登录名称：getlogin()
40.6 为登录会话更新utmp和wtmp文件
40.7 lastlog文件
40.8 总结
40.9 习题
41 共享库基础
41.1 目标库
题外话：在编译程序时包含调试器信息
41.2 静态库
创建和维护静态库
使用静态库
41.3 共享库概述
41.4 创建和使用共享库——首回合
41.4.1 创建一个共享库
41.4.2 位置独立的代码
41.4.3 使用一个共享库
41.4.4 共享库soname
41.5 使用共享库的有用工具
ldd命令
objdump和readelf命令
nm命令
41.6 共享库版本和命名规则
真实名称、soname以及链接器名称
使用标准规范创建一个共享库
41.7 安装共享库
ldconfig
41.8 兼容与不兼容库比较
41.9 升级共享库
41.10 在目标文件中指定库搜索目录
在构建共享库时使用–rpath链接器选项
ELF DT_RPATH和DT_RUNPATH条目
在rpath中使用$ORIGIN
41.11 在运行时找出共享库
41.12 运行时符号解析
41.13 使用静态库取代共享库
41.14 总结
41.15 习题
42 共享库高级特性
42.1 动态加载库
42.1.1 打开共享库：dlopen()
42.1.2 错误诊断：dlerror()
42.1.3 获取符号的地址：dlsym()
42.1.4 关闭共享库：dlclose()
42.1.5 获取与加载的符号相关的信息：dladdr()
42.1.6 在主程序中访问符号
42.2 控制符号的可见性
42.3 链接器版本脚本
42.3.1 使用版本脚本控制符号的可见性
42.3.2 符号版本化
42.4 初始化和终止函数
_init()和_fini()函数
42.5 预加载共享库
42.6 监控动态链接器：LD_DEBUG
42.7 总结
42.8 习题
43 进程间通信简介
43.1 IPC工具分类
43.2 通信工具
数据传输
共享内存
43.3 同步工具
43.4 IPC工具比较
IPC对象标识和打开对象的句柄
功能
网络通信
可移植性
System V IPC设计问题
可访问性
持久性
性能
43.5 总结
43.6 习题
44 管道和FIFO
44.1 概述
一个管道是一个字节流
从管道中读取数据
管道是单向的
可以确保写入不超过PIPE_BUF字节的操作是原子的
管道的容量是有限的
44.2 创建和使用管道
管道允许相关进程间的通信
关闭未使用管道文件描述符
44.3 将管道作为一种进程同步的方法
44.4 使用管道连接过滤器
44.5 通过管道与shell命令进行通信：popen()
44.6 管道和stdio缓冲
44.7 FIFO
使用FIFO和tee(1)创建双重管道线
44.8 使用管道实现一个客户端/服务器应用程序
应用程序概述
服务器程序
客户端程序
44.9 非阻塞I/O
非阻塞read()和write()
44.10 管道和FIFO中read()和write()的语义
44.11 总结
44.12 习题
45 System V IPC介绍
45.1 概述
创建和打开一个System V IPC对象
IPC对象删除和对象持久
45.2 IPC Key
使用IPC_PRIVATE产生一个唯一的key
使用ftok()产生一个唯一的key
45.3 关联数据结构和对象权限
45.4 IPC标识符和客户端/服务器应用程序
45.5 System V IPC get调用使用的算法
45.6 ipcs和ipcrm命令
45.7 获取所有IPC对象列表
45.8 IPC限制
45.9 总结
45.10 习题
46 System V消息队列
46.1 创建或打开一个消息队列
IPC_CREAT
IPC_EXCL
46.2 交换消息
46.2.1 发送消息
46.2.2 接收消息
46.3 消息队列控制操作
IPC_RMID
IPC_STAT
IPC_SET
46.4 消息队列关联数据结构
msg_perm
msg_stime
msg_rtime
msg_ctime
__msg_cbytes
msg_qnum
msg_qbytes
msg_lspid
msg_lrpid
46.5 消息队列的限制
MSGMNI
MSGMAX
MSGMNB
MSGTQL
MSGPOOL
46.6 显示系统中所有消息队列
46.7 使用消息队列实现客户端-服务器应用程序
服务器和客户端使用一个消息队列
一个客户端使用一个消息队列
46.8 使用消息队列实现文件服务器应用程序
公共头文件
46.9 System V消息队列的缺点
46.10 总结
46.11 习题
47 System V信号量
47.1 概述
47.2 创建或打开一个信号量集
47.3 信号量控制操作
常规控制操作
获取和初始化信号量值
GETVAL
SETVAL
GETALL
SETALL
获取单个信号量的信息
GETPID
GETNCNT
GETZCNT
47.4 信号量关联数据结构
sem_perm
sem_otime
sem_ctime
sem_nsems
监控一个信号量集
初始化一个集合中的所有信号量
47.5 信号量初始化
47.6 信号量操作
47.7 多个阻塞信号量操作的处理
47.8 信号量撤销值
SEM_UNDO的效果举例
SEM_UNDO的限制
47.9 实现一个二元信号量协议
47.10 信号量限制
SEMAEM
SEMMNI
SEMMSL
SEMMNS
SEMOPM
SEMVMX
SEMMNU
SEMUME
47.11 System V信号量的缺点
47.12 总结
47.13 习题
48 System V共享内存
48.1 概述
48.2 创建或打开一个共享内存段
SHM_HUGETLB（自Linux 2.6起）
SHM_NORESERVE（自Linux 2.6.15起）
48.3 使用共享内存
48.4 示例：通过共享内存传输数据
48.5 共享内存在虚拟内存中的位置
48.6 在共享内存中存储指针
48.7 共享内存控制操作
加锁和解锁共享内存
48.8 共享内存关联数据结构
shm_perm
shm_segsz
shm_atime
shm_dtime
shm_ctime
shm_cpid
shm_lpid
shm_nattch
48.9 共享内存的限制
SHMMNI
SHMMIN
SHMMAX
SHMALL
SHMSEG
48.10 总结
48.11 习题
49 内存映射
49.1 概述
49.2 创建一个映射：mmap()
MAP_PRIVATE
MAP_SHARED
有关内存保护的更多细节
标准中规定的对offset和addr的对齐约束
49.3 解除映射区域：munmap()
49.4 文件映射
49.4.1 私有文件映射
49.4.2 共享文件映射
49.4.3 边界情况
49.4.4 内存保护和文件访问模式交互
49.5 同步映射区域：msync()
MS_SYNC
MS_ASYNC
MS_INVALIDATE
49.6 其他mmap()标记
MAP_ANONYMOUS
MAP_FIXED
MAP_HUGETLB（自Linux 2.6.32起）
MAP_LOCKED（自Linux 2.6起）
MAP_NORESERVE
MAP_POPULATE（自Linux 2.6起）
MAP_UNINITIALIZED（自Linux 2.6.33起）
49.7 匿名映射
MAP_ANONYMOUS和/dev/zero
MAP_PRIVATE匿名映射
MAP_SHARED匿名映射
49.8 重新映射一个映射区域：mremap()
MREMAP_MAYMOVE
MREMAP_FIXED（自Linux 2.4起）
49.9 MAP_NORESERVE和过度利用交换空间
OOM杀手
49.10 MAP_FIXED标记
49.11 非线性映射：remap_file_pages()
49.12 总结
49.13 习题
50 虚拟内存操作
50.1 改变内存保护：mprotect()
50.2 内存锁：mlock()和mlockatt()
RLIMIT_MEMLOCK资源限制
给内存区域加锁和解锁
内存加锁语义的细节信息
给一个进程占据的所有内存加锁和解锁
MCL_CURRENT
MCL_FUTURE
50.3 确定内存驻留性：mincore()
50.4 建议后续的内存使用模式：madvise()
MADV_NORMAL
MADV_RANDOM
MADV_SEQUENTIAL
MADV_WILLNEED
MADV_DONTNEED
50.5 小结
50.6 习题
51 POSIX IPC介绍
51.1 API概述
IPC对象名字
创建或打开IPC对象
O_CREAT
O_EXCL
关闭IPC对象
IPC对象权限
IPC对象删除和对象持久性
通过命令行列出和删除POSIX IPC对象
在Linux上编译使用POSIX IPC的程序
51.2 System V IPC与POSIX IPC比较
51.3 总结
52 POSIX消息队列
52.1 概述
52.2 打开、关闭和断开链接消息队列
打开一个消息队列
fork()、exec()以及进程终止对消息队列描述符的影响
关闭一个消息队列
删除一个消息队列
52.3 描述符和消息队列之间的关系
52.4 消息队列特性
在创建队列时设置消息队列特性
获取消息队列特性
mq_flags
mq_curmsgs
修改消息队列特性
52.5 交换消息
52.5.1 发送消息
52.5.2 接收消息
52.5.3 在发送和接收消息时设置超时时间
52.6 消息通知
SIGEV_NONE
SIGEV_SIGNAL
SIGEV_THREAD
52.6.1 通过信号接收通知
52.6.2 通过线程接收通知
52.7 Linux特有的特性
通过命令行显示和删除消息队列对象
获取消息队列的相关信息
使用另一种I/O模型操作消息队列
52.8 消息队列限制
MQ_PRIO_MAX
MQ_OPEN_MAX
msg_max
msgsize_max
queues_max
52.9 POSIX和System V消息队列比较
52.10 总结
52.11 习题
53 POSIX信号量
53.1 概述
53.2 命名信号量
53.2.1 打开一个命名信号量
53.2.2 关闭一个信号量
53.2.3 删除一个命名信号量
53.3 信号量操作
53.3.1 等待一个信号量
53.3.2 发布一个信号量
53.3.3 获取信号量的当前值
53.4 未命名信号量
未命名与命名信号量对比
53.4.1 初始化一个未命名信号量
53.4.2 销毁一个未命名信号量
53.5 与其他同步技术比较
POSIX信号量与System V信号量比较
POSIX信号量与Pthreads互斥体对比
53.6 信号量的限制
SEM_NSEMS_MAX
SEM_VALUE_MAX
53.7 总结
53.8 习题
54 POSIX共享内存
54.1 概述
54.2 创建共享内存对象
54.3 使用共享内存对象
54.4 删除共享内存对象
54.5 共享内存API比较
54.6 总结
54.7 习题
55 文件加锁
55.1 概述
混合使用加锁和stdio函数
劝告式和强制式加锁
55.2 使用flock()给文件加锁
55.2.1 锁继承与释放的语义
55.2.2 flock()的限制
55.3 使用fcntl()给记录加锁
flock结构
cmd参数
F_SETLK
F_SETLKW
F_GETLK
锁获取和释放的细节
55.3.1 死锁
55.3.2 示例：一个交互式加锁程序
55.3.3 示例：一个加锁函数库
55.3.4 锁的限制和性能
55.3.5 锁继承和释放的语义
55.3.6 锁定饿死和排队加锁请求的优先级
55.4 强制加锁
强制式加锁对文件I/O操作的影响
强制式加锁警告
55.5 /proc/locks文件
55.6 仅运行一个程序的单个实例
55.7 老式加锁技术
55.8 总结
55.9 习题
56 SOCKET：介绍
56.1 概述
通信domain
socket类型
socket系统调用
56.2 创建一个socket：socket()
56.3 将socket绑定到地址：bind()
56.4 通用socket地址结构：struct sockaddr
56.5 流socket
主动和被动socket
56.5.1 监听接入连接：listen()
56.5.2 接受连接：accept()
56.5.3 连接到对等socket：connect()
56.5.4 流socket I/O
56.5.5 连接终止：close()
56.6 数据报socket
56.6.1 交换数据报：recvfrom和sendto()
56.6.2 在数据报socket上使用connect()
56.7 总结
57 SOCKET：UNIX DOMAIN
57.1 UNIX domain socket地址：struct sockaddr_un
57.2 UNIX domain中的流socket
57.3 UNIX domain中的数据报socket
UNIX domain数据报socket能传输的数据报的最大大小
57.4 UNIX domain socket权限
57.5 创建互联socket对：socketpair()
57.6 Linux抽象socket名空间
57.7 总结
57.8 习题
58 SOCKET：TCP/IP网络基础
58.1 互联网
58.2 联网协议和层
封装
58.3 数据链路层
58.4 网络层：IP
IP传输数据报
IP是无连接和不可靠的
IP可能会对数据报进行分段
58.5 IP地址
IPv4地址
IPv6地址
58.6 传输层
58.6.1 端口号
58.6.2 用户数据报协议（UDP）
58.6.3 传输控制协议（TCP）
58.7 请求注解（RFC）
58.8 总结
59 SOCKET：Internet Domain
59.1 Internet domain socket
59.2 网络字节序
59.3 数据表示
59.4 Internet socket地址
IPv4 socket地址：struct sockaddr_in
IPv6 socket地址：struct sockaddr_in6
sockaddr_storage结构
59.5 主机和服务转换函数概述
在二进制和人类可读的形式之间转换IPv4地址
在二进制和人类可读的形式之间转换IPv4和IPv6地址
主机和服务名与二进制形式之间的转换（已过时）
主机和服务名与二进制形式之间的转换（现代的）
59.6 inet_pton()和inet_ntop()函数
59.7 客户端/服务器示例（数据报socket）
59.8 域名系统（DNS）
递归和迭代的解析请求
顶级域
59.9 /etc/services文件
59.10 独立于协议的主机和服务转换
59.10.1 getaddrinfo()函数
59.10.2 释放addrinfo列表：freeaddrinfo()
59.10.3 错误诊断：gai_strerror()
59.10.4 getnameinfo()函数
59.11 客户端/服务器示例（流式socket）
59.12 Internet domain socket库
59.13 过时的主机和服务转换API
59.13.1 inet_aton()和inet_ntoa()函数
59.13.2 gethostbyname()和gethostbyaddr()函数
59.13.3 getserverbyname()和getserverbyport()函数
59.14 UNIX与Internet domain socket比较
59.15 更多信息
59.16 总结
59.17 习题
60 SOCKET：服务器设计
60.1 迭代型和并发型服务器
60.2 迭代型UDP echo服务器
60.3 并发型TCP echo服务器
60.4 并发型服务器的其他设计方案
在服务器上预先创建进程或线程
在单个进程中处理多个客户端
采用服务器集群
60.5 inetd（Internet超级服务器）守护进程
inetd守护进程所做的操作
/etc/inetd.conf文件
示例：通过inetd调用一个TCP echo服务
60.6 总结
60.7 练习
61 SOCKET：高级主题
61.1 流式套接字上的部分读和部分写
61.2 shutdown()系统调用
SHUT_RD
SHUT_WR
SHUT_RDWR
61.3 专用于套接字的I/O系统调用：recv()和send()
MSG_DONTWAIT
MSG_OOB
MSG_PEEK
MSG_WAITALL
MSG_MORE（从Linux 2.4.4开始）
MSG_NOSIGNAL
61.4 sendfile()系统调用
TCP_CORK套接字选项
61.5 获取套接字地址
61.6 深入探讨TCP协议
61.6.1 TCP报文的格式
61.6.2 TCP序列号和确认机制
61.6.3 TCP协议状态机以及状态迁移图
61.6.4 TCP连接的建立
61.6.5 TCP连接的终止
61.6.6 在TCP套接字上调用shutdown()
61.6.7 TIME_WAIT状态
61.7 监视套接字：netstat
61.8 使用tcpdump来监视TCP流量
61.9 套接字选项
61.10 SO_REUSEADDR套接字选项
61.11 在accept()中继承标记和选项
61.12 TCP vs.UDP
61.13 高级功能
61.13.1 带外数据
61.13.2 sendmsg()和recvmsg()系统调用
61.13.3 传递文件描述符
61.13.4 接收发送端的凭据
61.13.5 顺序数据包套接字
61.13.6 SCTP以及DCCP传输层协议
61.14 总结
61.15 练习
62 终端
62.1 整体概览
62.2 获取和修改终端属性
TCSANOW
TCSADRAIN
TCSAFLUSH
62.3 stty命令
62.4 终端特殊字符
CR
DISCARD
EOF
EOL以及EOL2
ERASE
INTR
KILL
LNEXT
NL
QUIT
REPRINT
START和STOP
SUSP
WERASE
其他的终端特殊字符
62.5 终端标志
BRKINT
ECHO
ECHOCTL
ECHOE
ECHOK和ECHOKE
ICANON
IEXTEN
IMAXBEL
IUTF8
NOFLSH
OPOST
PARENB、IGNPAR、INPCK、PARMRK以及PARODD
62.6 终端的I/O模式
62.6.1 规范模式
62.6.2 非规范模式
62.6.3 加工模式、cbreak模式以及原始模式
62.7 终端线速（比特率）
62.8 终端的行控制
62.9 终端窗口大小
62.10 终端标识
62.11 总结
62.12 练习
63 其他备选的I/O模型
63.1 整体概览
选择哪种技术
63.1.1 水平触发和边缘触发
63.1.2 在备选的I/O模型中采用非阻塞I/O
63.2 I/O多路复用
63.2.1 select()系统调用
63.2.2 poll()系统调用
63.2.3 文件描述符何时就绪
63.2.4 比较select()和poll()
63.2.5 select()和poll()存在的问题
63.3 信号驱动I/O
在启动信号驱动I/O前安装信号处理例程
设定文件描述符属主
63.3.1 何时发送“I/O就绪”信号
63.3.2 优化信号驱动I/O的使用
63.4 epoll编程接口
63.4.1 创建epoll实例：epoll_create()
63.4.2 修改epoll的兴趣列表：epoll_ctl()
63.4.3 事件等待：epoll_wait()
63.4.4 深入探究epoll的语义
63.4.5 epoll同I/O多路复用的性能对比
63.4.6 边缘触发通知
63.5 在信号和文件描述符上等待
63.5.1 pselect()系统调用
63.5.2 self-pipe技巧
63.6 总结
63.7 练习
64 伪终端
64.1 整体概览
伪终端主从设备
如何使用伪终端
伪终端的应用
System V（UNIX 98）和BSD伪终端
64.2 UNIX 98伪终端
64.2.1 打开未使用的主设备：posix_openpt()
64.2.2 修改从设备属主和权限：grantpt()
64.2.3 解锁从设备：unlockpt()
64.2.4 获取从设备名称：ptsname()
64.3 打开主设备：ptyMasterOpen()
64.4 将进程连接到伪终端：ptyFork()
64.5 伪终端I/O
信包模式
64.6 实现script(1)程序
64.7 终端属性和窗口大小
64.8 BSD风格的伪终端
64.9 总结
64.10 练习
附录A 跟踪系统调用
附录B 解析命令行选项
特定于GNU的行为
GNU扩展
附录C 对NULL指针做转型
附录D 内核配置
附录E 更多信息源
手册
GNU info文档
GNU C库（glibc）手册
书籍
既有应用程序的源代码
Linux文档项目
GNU项目
新闻组
Linux内核邮件列表
网站
内核源代码
附录F 部分习题解答
5
6
8
9
10
12
13
15
18
20
22
23
24
25
26
27
29
31
33
34
35
36
37
38
44
45
46
47
48
49
50
52
53
55
57
59
60
61
62
63
64
LinuxUNIX系统编程手册(上、下册)
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