UNIX环境高级编程(2) UNIX标准及其实现 - Charles-Charmless/Charles-Charmless.github.io GitHub Wiki

环境搭建

首先得有一个带有gcc编译器的linux系统，然后就是新手很容易碰到的一个的坑，此书的几乎所有的程序均包含”apue.h”这个头文件，但是这个头文件并不是标准库所包含的，所以需要自己编译apue.3e这个程序，并将生成的头文件和库文件拷贝到系统中然后在编译程序时指定链接文件即可（用-l参数）

  1. 下载apue源文件 wget http://www.apuebook.com/src.3e.tar.gz
  2. 解压 tar -zxf ./src.3e.tar.gz
  3. 解决依赖关系
    • wget http://elrepo.reloumirrors.net/testing/el6/x86_64/RPMS/libbsd-0.2.0-4.el6.elrepo.x86_64.rpm
    • wget http://elrepo.reloumirrors.net/testing/el6/x86_64/RPMS/libbsd-devel-0.2.0-4.el6.elrepo.x86_64.rpm
    • sudo yum localinstall libbsd-0.2.0-4.el6.elrepo.x86_64.rpm
    • sudo yum localinstall libbsd-devel-0.2.0-4.el6.elrepo.x86_64.rpm
  4. 编译make
  5. 将编译出来的库放到合适位置cp include/apue.h /usr/include/ && cp lib/libapue.a /usr/lib

ISO C

[!info] C標準函式庫
C 標準函式庫（C standard library，缩写：libc）是在 C語言程式設計中，所有符合標準的 头文件（head file）的集合，以及常用的 函式庫實作程序（如 I/O 輸入輸出和 字串控制）。不像 COBOL、 Fortran 和 PL/I等 程式語言，在 C 語言的工作任務裡不會包含嵌入的 關鍵字 ，所以幾乎所有的 C 語言程式都是由標準函式庫的函式來建立的。 每一個函式的名稱與特性會被寫成一個電腦檔案，這個檔案就稱為 標頭檔案，但是實際的函式實作是被分存到 函式庫檔案裡。標頭檔的命名和領域是很常見的，但是函式庫的組織架構也會因為不同的編譯器而有所不同。標準函式庫通常會隨附在 編譯器上。因為 C 編譯器常會提供一些額外的非 ANSI C 函式功能，所以某個隨附在特定編譯器上的標準函式庫，對其他不同的編譯器來說，是不相容的。 大多数 C 標準函式庫設計得很好。有些少部分會為了商業優勢和利益，把某些舊函式視同錯誤或提出警告。字串輸入函式 gets() 及 scanf() 讀取字串輸入的使用是很多 緩衝區溢位的原因，大多数的程式設計指南會建議避免使用。另一個較為奇特的函式是 strtok()，它原本是作為早期的 词法分析 用途，但是它非常容易出錯（fragile），而且很難使用。 ANSI C共包括15個表頭檔。1995年， Normative Addendum 1 （NA1）批准了3个头文件（ iso646.
https://zh.wikipedia.org/wiki/C%E6%A8%99%E6%BA%96%E5%87%BD%E5%BC%8F%E5%BA%AB

头文件 内容
assert.h 验证程序断言
complex.h 复数算术运算支持
ctype.h 字符分类和映射支持
errno.h 出错码
fenv.h 浮点环境
float.h 浮点常量与特性
inttypes.h 整型格式转换
iso646.h 赋值，关系，以及一元操作符宏
limits.h 实现常量
locale.h 本地化类别及相关定义
math.h 数学函数，类型声明及常量
setjmp.h 非局部goto
signal.h 信号
stdarg.h 可变长度参数表
stdbool.h 布尔类型和值
stddef.h 标准定义
stdint.h 整型
stdio.h 标准IO库
stdlib.h 实用函数
string.h 字符串操作
tgmath.h 通用类型数学宏
time.h 时间与日期
wchar.h 扩充的多字节与宽字符支持
wctype.h 宽字符分类与映射支持

posix c

POSIX指可以值操作系统接口（portable operation system interface）
该标准的目的是提升应用程序在各种UNIX系统环境之间的移植

作为iso c的超集包含iso c的所有库函数

头文件 内容
aio.h 异步IO
cpio.h cpio归档值
dirent.h 目录项
dlfcn.h 动态链接
fctnl.h 文件控制
fnmatch.h 文件名匹配选项
glob.h 路径名匹配类型
grp.h 组文件
iconv.h 代码集变换实用程序
langinfo.h 语言信息常量
monetary.h 货币类型与函数
netdb.h 网络数据库操作
nl_types.h 信息类
poll.h 投票函数
pthread.h 线程
pwd.h 口令文件
regex.h 正则表达式
sched.h 执行调度
semaphore.h 信号量
strings.h 字符串操作
tar.h tar归档值
termios.h 终端IO
unistd.h 符号常量
wordexp.h 字扩充类型
arpa-inet.h 因特网定义
net-if.h 套接字本地接口
netinet-in.h 因特网地址族
netinet-tcp.h 传输控制协议定义
sys-mman.h 存储管理声明
sys-select.h select函数
sys-socket.h 套接字接口
sys-stat.h 文件状态
sys-statvfs.h 文件系统信息
sys-times.h 进程时间
sys-types.h 基本系统数据类型
sys-un.h unix域套接字定义
sys-utsname.h 系统名
sys-wait.h 进程控制
fmtmsg.h 信息显示结构
ftw.h 文件树漫游
libgen.h 路径名管理函数
ndbm.h 数据库操作
search.h 搜索表
syslog.h 系统出错日志记录
utmps.h 用户帐号数据库
sys-ipc.h IPC
sys-msg.h XSI信息队列
sys-resource.h 资源操作
sys-sem.h XSI信号量
sys-shm.h XSI共享存储
sys-time.h 时间类型
sys-uio.h 矢量IO操作
mqueue.h 信息队列
spawn.h 实时spawn接口

SUS C

SUS指single UNIX specification(单一SUS规范)

  • 作为POSIX.1标准的一个超集，定义了一些符加接口的扩展了POSIX规范提供的功能（接口多以_XOPEN开头）)
    XSI:POSIX中的X/Open函数接口（X/Open System Interface,XSI）选项描述了可选的接口，可定义了遵循XSI的实现必须支持的POSIX的哪些可选部分：

  • 文加同步

  • 线程栈地址和长度属性

  • 线程进程共享同步

  • _XOPEN_UNIX符号常量
    只有遵循XSI的实现才能称为UNIX系统

遵循XSI的系统可选的接口：

  • 加密：由符号常量_XOPEN_CRYPE标记
  • 实时：由符号常量_XOPEN_REALTIME标记
  • 高级实时
  • 实时线程：由符号常量_XOPEN_REALTIME_THREADS标记
  • 高级实时线程

编译器针对不同系统的三种限制： {#编译器针对不同系统的三种限制：}

  • 编译时限制（头文件）
  • 与文件或目录无关的运行时限制（sysconf（）函数）
  • 与文件或目录有关的运行时限制（pathconf函数和fpathconf函数）
  • 当标准之间出现冲突时POSIX服从ISO C标准

编译时的限制

ISO C定义的所有编译时的限制都列在头文件<limits.h>中

ISO C限制

名称 说明 可接受的最小值 典型值
CAHR_BIT char的位数 8 8
CHAR_MAX char的最大值 127 127
CHAT_MIN char 的最小值 -127 -127
SCHAR_MAX signed char 的最大值 127 127
SCHAR_MIN signed char的最小值 -127 -127
UCHAR_MAX unsigned char的最大值 255 255
INT_MAX int的最大值 32767 2147483647
INT_MIN int 的最小值 -32767 -2147483647
UINT_MAX unsigned int的最大值 4294967295 4294967295
SHRT_MAX short 的最大值 32767 32767
SHRT_MIN short 的最小值 -32767 -32767
USHRT_MAX usigned short 的最大值 65535 65535
LONG_MAX long的最大值| 2147483647 2147483647
LONG_MIN long的最小值 -2147483647 -2147483647
ULONG_MAX usigned long最大值 4294967295 4294967295
LLONG_MAX long long的最大值 9223372036854775807 9223372036854775807
LLONG_MIN long long的最小值 -9223372036854775807 -9223372036854775807
ULLONG_MAX usinged long long的最大值 18446744073709551615 18446744073709551615
MB_LEN_MAX 在一个多字节字符常量中的最大字节数| 1 6
  • 在<float.h>中，对浮点数据类型也有类似的一组定义
  1. ISO C常量FOPEN_MAX表示具体实现保证可同时打开的标准IO流的最小个数
  2. ISO C还在<stdio.h>中定义了常量TMP_MAX这是由函数tmpnam函数产生的位一文件名的最大个数

POSIX C限制

POSIX C限制的最小值是不变的，他们指定这些特性最具约束性的值
POSIX C的限制分类：

  • 数值限制：LONG_BIT,SSIZE_MAX和WORD_BIT
  • 最小值:如下
  • 最大值:_POSIX_CLOCKRES_MIN
  • 运行时可以增加的值:CHARCLASS_NAME_MAX,COLL_WEIGHTS,LINE_MAX,NGROUPS_MAX,和RE_DUP_MAX
  • 运行时不变值:如下
  • 其他不变量:NL_ARGMAX,NL_MSGMAX,NL_SETMAX,和NL_TEXTMAX
  • 路径可变值:FILESIZEBITS,LINK_MAX,MAX_CANON,MAX_INPUT,NAME_MAX,PATH_MAX,PIPE_BUF和SYMLINK_MAX

最小值

称 说明 最小可接受值
_POSIX_ARG_MAX exec函数的参数长度 4096
_POSIX_CHILD_MAX 每个实际用户ID的子进程数 25
_POSIX_DELAYTIMER_MAX 定时器最大超限运行次数 32
_POSIX_HOST_NAME_MAX gethostname函数符返回的主机名长度 255
_POSIX_LINK_MAX 至一个文件的链接数 8
_POSIX_LOGIN_NAME_MAX 登录名的最大长度 9
_POSIX_MAX_CANON 终端规范输入队列字节数 255
_POSIX__POSIX_MAX_INPUT 终端输入队列的可用空间 255
_POSIX_NAME_MAX 文件名中的字节数，不包括终止null字节 14
_POSIX_NGROUPS_MX 每个进程同时添加的组ID数 8
_POSIX_OPEN_MAX 每个进程的打开文件数 20
_POSIX_PATH_MAX 路径名中的字节数，包括终止null字节 256
_POSIX_PIPE_BUF 能原子的写到一个管道的字节数 512
_POSIX_RE_DUP_MAX 当使用间隔表示法{m,n}时，regexec和regcomp函数允许的基本正则表达式重复发生次数 255
_POSIX_RTSIG_MAX 为应用预留的实时信号编号个数 8
_POSIX_SEM_NSEMS_MAX 一个进程可以同时使用的信号量的个数 256
_POSIX_SEM_VALUE_MAX 信号量可持有的值 32767
_POSIX_SIGQUEUE_MAX 一个进程可发送和挂起的排队信号的个数 32
_POSIX_SSIZE_MAX 能存在ssize_t对象中的值 32767
_POSIX_STREAM_MAX 一个进程能同时打开的标准IO流数 8
_POSIX_SYMLINK_MAX 符号链接中的字节数 255
_POSIX_SYMLOOP_MAX 在解析路径名时，可遍历的符号链接数 8
_POSIX__POSIX_TIMER_MAX 每个进程的定时器数目 32
_POSIX_TTY_NAME_MAX 终端设备名长度，包括终止null字节 9
_POSIX_TZNAME_MAX 时区名字节数 6

运行不变值

名称 说明 最小可接受值
ARG_MAX exec函数的参数长度 _POSIX_ARG_MAX
ATEXIT_MAX 可用atexit函数登记的最大函数个数 32
CHILD_MAX 每个实际用户ID的子进程数 _POSIX_CHILD_MAX
DELAYIMER_MAX 定时器最大超限运行次数 _POSIX_DELAYTIMER_MAX
HOST_NAME_MAX gethostname函数符返回的主机名长度 _POSIX_HOST_NAME_MAX
LOGIN_NAME_MAX 登录名的最大长度 _POSIX_LOGIN_NAME_MAX
OPEN_MAX 赋予新建文件描述符的最大+1 _POSIX_OPEN_MAX
PAGESIZE 系统内存页的大小（以字节为单位） 1
RTSIG_MAX 为应用程序预留的实时信号的最大个数 _POSIX_RTSIG_MAX
SEM_NSEMS_MAX 一个进程可使用的信号量最大个数 _POSIX_SEM_NSEMS_MAX
SEM_VALUE_MAX 信号量的最大值 _POSIX_SEM_VALUE_MAX
SIGQUEUE_MAX 一个进程可排队信号的最大个数 _POSIX_SIGQUEUE_MAX
STREAM_MAX 一个进程一次可打开的标准IO流的最大个数 _POSIX_STREAM_MAX
SYMLOOP_MAX 路径解析过程中可访问的符号链接数 _POSIX_SYMLINK_MAX
TIMER_MAX 一个进程的定时器最大个数 _POSIX__POSIX_TIMER_MAX
TTY_NAME_MAX 终端设备名长度，其中包括终止的null符 _POSIX_TTY_NAME_MAX
TZNAME_MAX 时区名的字节数 _POSIX_TZNAME_MAX

XSI限制

Column 1 Column 2
1234 include unistd.hlong sysconf( int name);long pathconf(const char pathname,int name);long fpathconf(in t fd,int name);

对sysconf的限制及name参数

限制名 说明 name参数
ARG_MAX exec函数的参数的最大长度 ARG_MAX
ATEXIT_MAX 可用atexit函数登记的最大函数个数 ATEXIT_MAX
CHILD_MAX 每个实际用户ID的最大进程数 CHILD_MAX
时钟滴答/秒 每秒钟的滴答数 _\SC_CLK_TCK
COLL_WEIGHTS_MAX 在本地定义文件中可以赋予LC_CLLLATE顺序关键字项的最大权重值 COLL_WEIGHTS_MAX
DELAYTIMER_MAX 定时器最大超限运行次数 _\SC_DELAYTIMER_MAX
HOST_NAME_MAX gethostname函数返回的最大主机名最大长度 _\SC_HOST_NAME_MAX
TOV_MAX readv或writev函数可以使用最多的iovec结构的格式 _\SC_TOV_MAX
LINE_MAX 实用程序输入行的最大长度 _\SC_LINE_MAX
LOGIN_NAME_MAX 登录名的最大长度 _\SC_LOGIN_NAME_MAX
NGROUPS_MAX 每个进程同时添加的最大进程组ID数 _\SC_NGROUPS_MAX
OPEN_MAX 每个进程最大打开文件数 _\SC_OPEN_MAX
PAGESIZE 系统存储页长度（字节数） _\SC_PAGESIZE
PAGE_SIZE 系统存储页长度（字节数） _\SC_PAGE_SIZE
RE_DUP_MAX 当使用间隔表示法{m,n}时，函数regexec和regcomp允许的基本正则表达式重复次数 _\SC_RE_DUP_MAX
RTSIG_MAX 为每个应用程序预留的实时信号的最大个数 _\SC_RTSIG_MAX
SEM_NSEMS_MAX 一个进程可使用的信号量的最大个数 _\SC_SEM_NSEMS_MAX
SEM_VALUE_MAX 信号量的最大值 _\SC_SEM_VALUE_MAX
SIGQUEUE_MAX 一个进程可排队信号的最大个数 _\SC_SIGQUEUE_MAX
STREAM_MAX 一个_SC_STREAM_MAX进程在任意给定标准时刻标准IO流的最大个数，如果定义，则必须与FOPEN_MAX有相同值 _\SC_STREAM_MAX
SYMLOOP_MAX 在解析路径名时可遍历的符号链接数 _\SC_SYMLOOP_MAX
TIMER_MAX 每个进程的最大定时器个数 _\SC_TIMER_MAX
TTY_NAME_MAX 终端设备名的长度，包括nill字节 _\SC_TTY_NAME_MAX
TZNAME_MAX 时区名中的最大字节数 _\SC_TZNAME_MAX

对字节数pathconf和fpathconf的限制以及name参数

限制名 说明 name参数
FILESIZEBITS 以带符号整型值表示在指定目录中允许的普通文件最大长度所带的最小位（bit）数 _PCFILESIZEBITS
LINK_MAX 文件链接计数的最大值
MAX_CANON 终端规范输入队列的的最大字节整数 _PC_MAX_CANON
MAX_INPUT 终端输入队列可用空间的字节数 _PC_MAX_INPUT
NAME_MAX 文件名的最大字节数（不包括终止的null字节） _PC_NAME_MAX
PATH_MAX 相对路径名的最大字节数（包括终止的null字节） _PC_PATH_MAX
PIPE_BUF 能原子的写到管道的最大字节数 _PC_PIPE_BUF
_POSIX_TIMESTAMP_RESOLUTION 文件时间戳的纳秒精度 _PC_TIMESTAMP_RESOLUTION
SYMLINK_MAX 符号链接的字节数 _PC_SYMLINK_MAX

随着学习的深入会不断进行补充

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