Linux/UNIX系统编程手册

《linux/unix系统编程手册(上、下册)》是介绍linux与unix编程接口的权威著作。linux编程资深专家michael kerrisk在书中详细描述了linux/unix系统编程所涉及的系统调用和库函数，并辅之以全面而清晰的代码示例。《linux/unix系统编程手册(上、下册)》涵盖了逾500个系统调用及库函数，并给出逾200个程序示例，另含88张表格和115幅示意图。 《linux/unix系统编程手册(上、下册)》总共分为64章，主要讲解了高效读写文件，对信号、时钟和定时器的运用，创建进程、执行程序，编写安全的应用程序，运用posix线程技术编写多线程程序，创建和使用共享库，运用管道、消息队列、共享内存和信号量技术来进行进程间通信，以及运用套接字api编写网络应用等内容。 《linux/unix系统编程手册(上、下册)》在汇聚大批 linux专有特性(epoll、inotify、/proc)的同时，还特意强化了对unix标准(posix、sus)的论述，彻底达到了“鱼与熊掌，二者得兼”的效果，这也堪称本书的最大亮点。 《linux/unix系统编程手册(上、下册)》布局合理，论述清晰，说理透彻，尤其是作者对示例代码的构思巧妙，独具匠心，仔细研读定会受益良多。本书适合从事linux/unix系统开发、运维工作的技术人员阅读，同时也可作为高校计算机专业学生的参考研习资料。

上册 第1章　历史和标准　1 1.1　unix和c语言简史　1 1.2　linux简史　4 1.2.1　gnu项目　4 1.2.2　linux内核　5 1.3　标准化　8 1.3.1　c编程语言　8 1.3.2　首个posix标准　9 1.3.3　x/open公司和the open group　10 1.3.4　susv3和posix.1-2001　10 1.3.5　susv4和posix.1-2008　12 1.3.6　unix标准时间表　12 1.3.7　实现标准　14 1.3.8　linux、标准、linux标准规范(linux standard base)　14 1.4　总结　15 第2章　基本概念　17 2.1　操作系统的核心—内核　17 2.2　shell　19 .2.3　用户和组　20 2.4　单根目录层级、目录、链接及文件　21 2.5　文件i/o模型　23 2.6　程序　24 2.7　进程　25 2.8　内存映射　27 2.9　静态库和共享库　28 2.10　进程间通信及同步　28 2.11　信号　29 2.12　线程　30 2.13　进程组和shell任务控制　30 2.14　会话、控制终端和控制进程　30 2.15　伪终端　31 2.16　日期和时间　31 2.17　客户端服务器架构　32 2.18　实时性　32 2.19　/proc文件系统　33 2.20　总结　33 第3章　系统编程概念　34 3.1　系统调用　34 3.2　库函数　36 3.3　标准c语言函数库；gnu c语言函数库(glibc)　37 3.4　处理来自系统调用和库函数的错误　38 3.5　关于本书示例程序的注意事项　40 3.5.1　命令行选项及参数　40 3.5.2　常用的函数及头文件　40 3.6　可移植性问题　49 3.6.1　特性测试宏　49 3.6.2　系统数据类型　51 3.6.3　其他的可移植性问题　53 3.7　总结　54 3.8　练习　55 第4章　文件i/o：通用的i/o模型　56 4.1　概述　56 4.2　通用i/o　58 4.3　打开一个文件：open()　58 4.3.1　open()调用中的flags参数　60 4.3.2　open()函数的错误　63 4.3.3　creat()系统调用　64 4.4　读取文件内容：read()　64 4.5　数据写入文件：write()　65 4.6　关闭文件：close()　66 4.7　改变文件偏移量：lseek()　66 4.8　通用i/o模型以外的操作：ioctl()　70 4.9　总结　71 4.10　练习　71 第5章　深入探究文件i/o　72 5.1　原子操作和竞争条件　72 5.2　文件控制操作：fcntl()　75 5.3　打开文件的状态标志　75 5.4　文件描述符和打开文件之间的关系　76 5.5　复制文件描述符　78 5.6　在文件特定偏移量处的i/o：pread()和pwrite()　80 5.7　分散输入和集中输出(scatter-gather i/o)：readv()和writev()　81 5.8　截断文件：truncate()和ftruncate()系统调用　84 5.9　非阻塞i/o　84 5.10　大文件i/o　85 5.11　/dev/fd目录　88 5.12　创建临时文件　88 5.13　总结　90 5.14　练习　90 第6章　进程　92 6.1　进程和程序　92 6.2　进程号和父进程号　93 6.3　进程内存布局　94 6.4　虚拟内存管理　97 6.5　栈和栈帧　99 6.6　命令行参数(argc, argv)　99 6.7　环境列表　101 6.8　执行非局部跳转：setjmp()和longjmp()　106 6.9　总结　111 6.9　练习　112 第7章　内存分配　113 7.1　在堆上分配内存　113 7.1.1　调整program break：brk()和sbrk()　113 7.1.2　在堆上分配内存：malloc()和free()　114 7.1.3　malloc()和free()的实现　117 7.1.4　在堆上分配内存的其他方法　120 7.2　在堆栈上分配内存：alloca()　122 7.3　总结　123 7.4　练习　123 第8章　用户和组　124 8.1　密码文件：/etc/passwd　124 8.2　shadow密码文件：/etc/shadow　125 8.3　组文件：/etc/group　126 8.4　获取用户和组的信息　127 8.5　密码加密和用户认证　132 8.6　总结　135 8.7　练习　135 第9章　进程凭证　136 9.1　实际用户id和实际组id　136 9.2　有效用户id和有效组id　136 9.3　set-user-id和set-group-id程序　137 9.4　保存set-user-id和保存set-group-id　138 9.5　文件系统用户id和组id　139 9.6　辅助组id　140 9.7　获取和修改进程凭证　140 9.7.1　获取和修改实际、有效和保存设置标识　140 9.7.2　获取和修改文件系统id　145 9.7.3　获取和修改辅助组id　145 9.7.4　修改进程凭证的系统调用总结　146 9.7.5　示例：显示进程凭证　148 9.8　总结　149 9.9　习题　150 第10章　时间　151 10.1　日历时间(calendar time)　151 10.2　时间转换函数　153 10.2.1　将time_t转换为可打印格式　153 10.2.2　time_t和分解时间之间的转换　154 10.2.3　分解时间和打印格式之间的转换　155 10.3　时区　161 10.4　地区(locale)　163 10.5　更新系统时钟　167 10.6　软件时钟(jiffies)　168 10.7　进程时间　168 10.8　总结　171 10.9　练习　172 第11章　系统限制和选项　173 11.1　系统限制　174 11.2　在运行时获取系统限制(和选项)　176 11.3　运行时获取与文件相关的限制(和选项)　178 11.4　不确定的限制　179 11.5　系统选项　180 11.6　总结　181 11.7　练习　182 第12章　系统和进程信息　183 12.1　/proc文件系统　183 12.1.1　获取与进程有关的信息：/proc/pid　183 12.1.2　/proc 目录下的系统信息　185 12.1.3　访问/proc文件　186 12.2　系统标识：uname()　188 12.3　总结　190 12.4　练习　190 第13章　文件i/o缓冲　191 13.1　文件i/o的内核缓冲：缓冲区高速缓存　191 13.2　stdio库的缓冲　194 13.3　控制文件i/o的内核缓冲　196 13.4　i/o缓冲小结　200 13.5　就i/o模式向内核提出建议　201 13.6　绕过缓冲区高速缓存：直接i/o　202 13.7　混合使用库函数和系统调用进行文件i/o　204 13.8　总结　205 13.9　练习　205 第14章　系统编程概念　207 14.1　设备专用文件(设备文件)　207 14.2　磁盘和分区　208 14.3　文件系统　209 14.4　i节点　211 14.5　虚拟文件系统(vfs)　213 14.6　日志文件系统　214 14.7　单根目录层级和挂载点　215 14.8　文件系统的挂载和卸载　216 14.8.1　挂载文件系统：mount()　217 14.8.2　卸载文件系统：umount()和umount2()　222 14.9　高级挂载特性　223 14.9.1　在多个挂载点挂载文件系统　224 14.9.2　多次挂载同一挂载点　224 14.9.3　基于每次挂载的挂载标志　225 14.9.4　绑定挂载　225 14.9.5　递归绑定挂载　226 14.10　虚拟内存文件系统：tmpfs　227 14.11　获得与文件系统有关的信息：statvfs()　228 14.12　总结　229 14.13　练习　230 第15章　文件属性　231 15.1　获取文件信息：stat()　231 15.2　文件时间戳　236 15.2.1　使用utime()和utimes()来改变文件时间戳　238 15.2.2　使用utimensat()和futimens()改变文件时间戳　239 15.3　文件属主　241 15.3.1　新建文件的属主　241 15.3.2　改变文件属主：chown()、fchown()和lchown()　241 15.4　文件权限　244 15.4.1　普通文件的权限　244 15.4.2　目录权限　246 15.4.3　权限检查算法　246 15.4.4　检查对文件的访问权限：access()　248 15.4.5　set-user-id、set-group-id和sticky位　249 15.4.6　进程的文件模式创建掩码：umask()　249 15.4.7　更改文件权限：chmod()和fchmod()　251 15.5　i节点标志(ext2扩展文件属性)　252 15.6　总结　256 15.7　练习　256 第16章　扩展属性　258 16.1　概述　258 16.2　扩展属性的实现细节　260 16.3　操控扩展属性的系统调用　260 16.4　总结　264 16.5　练习　264 第17章　访问控制列表　265 17.1　概述　265 17.2　acl权限检查算法　267 17.3　acl的长、短文本格式　268 17.4　acl_mask型ace和acl组分类　269 17.5　getfacl和setfacl命令　270 17.6　默认acl与文件创建　271 17.7　acl在实现方面的限制　272 17.8　acl api　273 17.9　总结　280 17.10　练习　280 第18章　目录与链接　281 18.1　目录和(硬)链接　281 18.2　符号(软)链接　283 18.3　创建和移除(硬)链接：link()和 unlink()　286 18.4　更改文件名：rename()　289 18.5　使用符号链接：symlink()和readlink()　290 18.6　创建和移除目录：mkdir()和rmdir()　291 18.7　移除一个文件或目录：remove()　292 18.8　读目录：opendir()和readdir()　292 18.9　文件树遍历：nftw()　297 18.10　进程的当前工作目录　301 18.11　针对目录文件描述符的相关操作　303 18.12　改变进程的根目录：chroot()　304 18.13　解析路径名：realpath()　306 18.14　解析路径名字符串：dirname()和basename()　307 18.15　总结　309 18.16　练习　309 第19章　监控文件事件　311 19.1　概述　311 19.2　inotify api　312 19.3　inotify事件　313 19.4　读取inotify事件　315 19.5　队列限制和/proc文件　319 19.6　监控文件的旧有系统：dnotify　320 19.7　总结　320 19.8　练习　320 第20章　信号：基本概念　321 20.1　概念和概述　321 20.2　信号类型和默认行为　323 20.3　改变信号处置：signal()　329 20.4　信号处理器简介　330 20.5　发送信号：kill()　333 20.6　检查进程的存在　334 20.7　发送信号的其他方式：raise()和killpg()　335 20.8　显示信号描述　336 20.9　信号集　337 20.10　信号掩码(阻塞信号传递)　339 20.11　处于等待状态的信号　341 20.12　不对信号进行排队处理　341 20.13　改变信号处置：sigaction ()　345 20.14　等待信号：pause()　346 20.15　总结　347 20.16　练习　347 第21章　信号：信号处理器函数　348 21.1　设计信号处理器函数　348 21.1.1　再论信号的非队列化处理　348 21.1.2　可重入函数和异步信号安全函数　349 21.1.3　全局变量和sig_atomic_t数据类型　353 21.2　终止信号处理器函数的其他方法　354 21.2.1　在信号处理器函数中执行非本地跳转　354 21.2.2　异常终止进程：abort()　358 21.3　在备选栈中处理信号：sigaltstack()　358 21.4　sa_siginfo标志　361 21.5　系统调用的中断和重启　366 21.6　总结　368 21.7　练习　369 第22章　信号：高级特性　370 22.1　核心转储文件　370 22.2　传递、处置及处理的特殊情况　372 22.3　可中断和不可中断的进程睡眠状态　373 22.4　硬件产生的信号　374 22.5　信号的同步生成和异步生成　374 22.6　信号传递的时机与顺序　375 22.7　signal()的实现及可移植性　376 22.8　实时信号　378 22.8.1　发送实时信号　379 22.8.2　处理实时信号　380 22.9　使用掩码来等待信号：sigsuspend()　384 22.10　以同步方式等待信号　387 22.11　通过文件描述符来获取信号　390 22.12　利用信号进行进程间通信　393 22.13　早期的信号api(system v和bsd)　393 22.14　总结　395 22.15　练习　396 第23章　定时器与休眠　397 23.1　间隔定时器　397 23.2　定时器的调度及精度　402 23.3　为阻塞操作设置超时　402 23.4　暂停运行(休眠)一段固定时间　404 23.4.1　低分辨率休眠：sleep()　404 23.4.2　高分辨率休眠：nanosleep()　404 23.5　posix时钟　407 23.5.1　获取时钟的值：clock_gettime()　407 23.5.2　设置时钟的值：clock_settime()　408 23.5.3　获取特定进程或线程的时钟id　408 23.5.4　高分辨率休眠的改进版：clock_nanosleep()　409 23.6　posix间隔式定时器　410 23.6.1　创建定时器：timer_create()　410 23.6.2　配备和解除定时器：timer_settime()　412 23.6.3　获取定时器的当前值：timer_gettime()　413 23.6.4　删除定时器：timer_delete()　413 23.6.5　通过信号发出通知　414 23.6.6　定时器溢出　417 23.6.7　通过线程来通知　417 23.7　利用文件描述符进行通知的定时器：timerfd api　420 23.8　总结　423 23.9　练习　424 第24章　进程的创建　425 24.1　fork()、exit()、wait()以及execve()的简介　425 24.2　创建新进程：fork()　427 24.2.1　父、子进程间的文件共享　428 24.2.2　fork()的内存语义　430 24.3　系统调用vfork()　433 24.4　fork()之后的竞争条件(race condition)　434 24.5　同步信号以规避竞争条件　436 24.6　总结　438 24.7　练习　439 第25章　进程的终止　440 25.1　进程的终止：_exit()和exit()　440 25.2　进程终止的细节　441 25.3　退出处理程序　442 25.4　fork()、stdio缓冲区以及_exit()之间的交互　445 25.5　总结　446 25.6　练习　446 第26章　监控子进程　447 26.1　等待子进程　447 26.1.1　系统调用wait()　447 26.1.2　系统调用waitpid()　449 26.1.3　等待状态值　450 26.1.4　从信号处理程序中终止进程　454 26.1.5　系统调用waitid()　455 26.1.6　系统调用wait3()和wait4()　456 26.2　孤儿进程与僵尸进程　457 26.3　sigchld信号　459 26.3.1　为sigchld建立信号处理程序　459 26.3.2　向已停止的子进程发送sigchld信号　462 26.3.3　忽略终止的子进程　462 26.4　总结　464 26.5　练习　464 第27章　程序的执行　465 27.1　执行新程序：execve()　465 27.2　exec()库函数　468 27.2.1　环境变量path　469 27.2.2　将程序参数指定为列表　470 27.2.3　将调用者的环境传递给新程序　471 27.2.4　执行由文件描述符指代的程序：fexecve()　471 27.3　解释器脚本　472 27.4　文件描述符与exec()　474 27.5　信号与exec()　477 27.6　执行shell命令：system()　477 27.7　system()的实现　480 27.8　总结　485 27.9　练习　485 第28章　详述进程创建和程序执行　487 28.1　进程记账　487 28.2　系统调用clone()　493 28.2.1　clone()的flags参数　497 28.2.2　因克隆生成的子进程而对waitpid()进行的扩展　503 28.3　进程的创建速度　503 28.4　exec()和fork()对进程属性的影响　505 28.5　总结　508 28.6　练习　508 第29章　线程：介绍　509 29.1　概述　509 29.2　pthreads api的详细背景　511 29.3　创建线程　513 29.4　终止线程　514 29.5　线程id(thread id)　514 29.6　连接(joining)已终止的线程　515 29.7　线程的分离　517 29.8　线程属性　518 29.9　线程vs进程　518 29.10　总结　519 29.11　练习　519 第30章　线程：线程同步　521 30.1　保护对共享变量的访问：互斥量　521 30.1.1　静态分配的互斥量　524 30.1.2　加锁和解锁互斥量　524 30.1.3　互斥量的性能　526 30.1.4　互斥量的死锁　527 30.1.5　动态初始化互斥量　527 30.1.6　互斥量的属性　528 30.1.7　互斥量类型　528 30.2　通知状态的改变：条件变量(condition variable)　529 30.2.1　由静态分配的条件变量　530 30.2.2　通知和等待条件变量　531 30.2.3　测试条件变量的判断条件(predicate)　534 30.2.4　示例程序：连接任意已终止线程　534 30.2.5　经由动态分配的条件变量　537 30.3　总结　538 30.4　练习　538 第31章　线程：线程安全和每线程存储　539 31.1　线程安全(再论可重入性)　539 31.2　一次性初始化　541 31.3　线程特有数据　542 31.3.1　库函数视角下的线程特有数据　542 31.3.2　线程特有数据api概述　543 31.3.3　线程特有数据api详述　543 31.3.4　使用线程特有数据api　545 31.3.5　线程特有数据的实现限制　549 31.4　线程局部存储　549 31.5　总结　550 31.6　练习　551 第32章　线程：线程取消　552 32.1　取消一个线程　552 32.2　取消状态及类型　552 32.3　取消点　553 32.4　线程可取消性的检测　556 32.5　清理函数(cleanup handler)　556 32.6　异步取消　559 32.7　总结　560 第33章　线程：更多细节　561 33.1　线程栈　561 33.2　线程和信号　562 33.2.1　unix信号模型如何映射到线程中　562 33.2.2　操作线程信号掩码　563 33.2.3　向线程发送信号　563 33.2.4　妥善处理异步信号　564 33.3　线程和进程控制　564 33.4　线程实现模型　566 33.5　linux posix线程的实现　567 33.5.1　linuxthreads　567 33.5.2　nptl　569 33.5.3　哪一种线程实现　570 33.6　pthread api的高级特性　572 33.7　总结　572 33.8　练习　572 下册 第34章　进程组、会话和作业控制　573 34.1　概述　573 34.2　进程组　575 34.3　会话　577 34.4　控制终端和控制进程　578 34.5　前台和后台进程组　580 34.6　sighup信号　581 34.6.1　在shell中处理sighup信号　581 34.6.2　sighup和控制进程的终止　583 34.7　作业控制　585 34.7.1　在shell中使用作业控制　585 34.7.2　实现作业控制　587 34.7.3　处理作业控制信号　591 34.7.4　孤儿进程组(sighup回顾)　594 34.8　总结　598 34.9　习题　599 第35章　进程优先级和调度　600 35.1　进程优先级(nice值)　600 35.2　实时进程调度概述　603 35.2.1　sched_rr策略　604 35.2.2　sched_fifo策略　605 35.2.3　sched_batch和sched_idle策略　605 35.3　实时进程调用api　605 35.3.1　实时优先级范围　606 35.3.2　修改和获取策略和优先级　606 35.3.3　释放cpu　611 35.3.4　sched_rr时间片　611 35.4　cpu亲和力　612 35.5　总结　614 35.6　习题　615 第36章　进程资源　617 36.1 进程资源使用　617 36.2 进程资源限制　619 36.3 特定资源限制细节　623 36.4 总结　627 36.5 习题　627 第37章　daemon　628 37.1 概述　628 37.2 创建一个daemon　629 37.3 编写daemon指南　632 37.4 使用sighup重新初始化一个daemon　632 37.5 使用syslog记录消息和错误　635 37.5.1 概述　635 37.5.2 syslog api　636 37.5.3 /etc/syslog.conf文件　640 37.6 总结　641 37.7 习题　641 第38章　编写安全的特权程序　642 38.1 是否需要一个set-user-id或set-group-id程序？　642 38.2 以最小权限操作　643 38.3 小心执行程序　645 38.4 避免暴露敏感信息　646 38.5 确定进程的边界　647 38.6 小心信号和竞争条件　647 38.7 执行文件操作和文件i/o的缺陷　648 38.8 不要完全相信输入和环境　648 38.9 小心缓冲区溢出　649 38.10 小心拒绝服务攻击　650 38.11 检查返回状态和安全地处理失败情况　651 38.12 总结　651 38.13 习题　652 第39章　能力　653 39.1 能力基本原理　653 39.2 linux能力　654 39.3 进程和文件能力　654 39.3.1 进程能力　654 39.3.2 文件能力　655 39.3.3 进程许可和有效能力集的目的　657 39.3.4 文件许可和有效能力集的目的　657 39.3.5 进程和文件可继承集的目的　658 39.3.6 在shell中给文件赋予能力和查看文件能力　658 39.4 现代能力实现　659 39.5 在exec()中转变进程能力　659 39.5.1 能力边界集　660 39.5.2 保持root语义　660 39.6 改变用户id对进程能力的影响　661 39.7 用编程的方式改变进程能力　661 39.8 创建仅包含能力的环境　665 39.9 发现程序所需的能力　667 39.10 不具备文件能力的老式内核和系统　667 39.11 总结　669 39.12 习题　669 第40章　登录记账　670 40.1 utmp和wtmp文件概述　670 40.2 utmpx api　671 40.3 utmpx结构　671 40.4 从utmp和wtmp文件中检索信息　673 40.5 获取登录名称：getlogin()　676 40.6 为登录会话更新utmp和wtmp文件　677 40.7 lastlog文件　681 40.8 总结　683 40.9 习题　683 第41章　共享库基础　684 41.1 目标库　684 41.2 静态库　685 41.3 共享库概述　686 41.4 创建和使用共享库——首回合　687 41.4.1 创建一个共享库　687 41.4.2 位置独立的代码　687 41.4.3 使用一个共享库　688 41.4.4 共享库soname　689 41.5 使用共享库的有用工具　691 41.6 共享库版本和命名规则　692 41.7 安装共享库　694 41.8 兼容与不兼容库比较　696 41.9 升级共享库　697 41.10 在目标文件中指定库搜索目录　698 41.11 在运行时找出共享库　700 41.12 运行时符号解析　700 41.13 使用静态库取代共享库　701 41.14 总结　702 41.15 习题　703 第42章　共享库高级特性　704 42.1 动态加载库　704 42.1.1 打开共享库：dlopen()　705 42.1.2 错误诊断：dlerror()　706 42.1.3 获取符号的地址：dlsym()　707 42.1.4 关闭共享库：dlclose()　709 42.1.5 获取与加载的符号相关的信息：dladdr()　710 42.1.6 在主程序中访问符号　710 42.2 控制符号的可见性　710 42.3 链接器版本脚本　711 42.3.1 使用版本脚本控制符号的可见性　712 42.3.2 符号版本化　713 42.4 初始化和终止函数　715 42.5 预加载共享库　716 42.6 监控动态链接器：ld_debug　716 42.7 总结　717 42.8 习题　718 第43章　进程间通信简介　719 43.1 ipc工具分类　719 43.2 通信工具　720 43.3 同步工具　721 43.4 ipc工具比较　723 43.5 总结　727 43.6 习题　727 第44章　管道和fifo　728 44.1　概述　728 44.2　创建和使用管道　730 44.3　将管道作为一种进程同步的方法　735 44.4　使用管道连接过滤器　737 44.5　通过管道与shell命令进行通信：popen()　739 44.6　管道和stdio缓冲　743 44.7　fifo　743 44.8　使用管道实现一个客户端/服务器应用程序　745 44.9　非阻塞i/o　751 44.10　管道和fifo中read()和write()的语义　752 44.11　总结　753 44.12　习题　754 第45章　system v ipc介绍　756 45.1　概述　757 45.2　ipc key　759 45.3　关联数据结构和对象权限　761 45.4　ipc标识符和客户端/服务器应用程序　763 45.5　system v ipc get调用使用的算法　764 45.6　ipcs和ipcrm命令　766 45.7　获取所有ipc对象列表　767 45.8　ipc限制　767 45.9　总结　768 45.10　习题　768 第46章　system v消息队列　769 46.1　创建或打开一个消息队列　769 46.2　交换消息　771 46.2.1　发送消息　772 46.2.2　接收消息　774 46.3　消息队列控制操作　777 46.4　消息队列关联数据结构　778 46.5　消息队列的限制　780 46.6　显示系统中所有消息队列　781 46.7　使用消息队列实现客户端/服务器应用程序　783 46.8　使用消息队列实现文件服务器应用程序　784 46.9　system v消息队列的缺点　790 46.10　总结　790 46.11　习题　791 第47章　system v信号量　792 47.1　概述　793 47.2　创建或打开一个信号量集　795 47.3　信号量控制操作　796 47.4　信号量关联数据结构　798 47.5　信号量初始化　801 47.6　信号量操作　803 47.7　多个阻塞信号量操作的处理　809 47.8　信号量撤销值　810 47.9　实现一个二元信号量协议　811 47.10　信号量限制　814 47.11　system v信号量的缺点　815 47.12　总结　816 47.13　习题　817 第48章　system v共享内存　818 48.1　概述　818 48.2　创建或打开一个共享内存段　819 48.3　使用共享内存　820 48.4　示例：通过共享内存传输数据　821 48.5　共享内存在虚拟内存中的位置　825 48.6　在共享内存中存储指针　828 48.7　共享内存控制操作　829 48.8　共享内存关联数据结构　830 48.9　共享内存的限制　832 48.10　总结　833 48.11　习题　833 第49章　内存映射　835 49.1　概述　835 49.2　创建一个映射：mmap()　837 49.3　解除映射区域：munmap()　840 49.4　文件映射　840 49.4.1　私有文件映射　841 49.4.2　共享文件映射　842 49.4.3　边界情况　845 49.4.4　内存保护和文件访问模式交互　846 49.5　同步映射区域：msync()　847 49.6　其他mmap()标记　848 49.7　匿名映射　849 49.8　重新映射一个映射区域：mremap()　852 49.9　map_noreserve和过度利用交换空间　853 49.10　map_fixed标记　854 49.11　非线性映射：remap_file_pages()　855 49.12　总结　857 49.13　习题　858 第50章　虚拟内存操作　859 50.1 改变内存保护：mprotect()　859 50.2 内存锁：mlock()和mlockatt()　861 50.3 确定内存驻留性：mincore()　864 50.4 建议后续的内存使用模式：madvise()　866 50.5 小结　868 50.6 习题　868 第51章　posix ipc介绍　869 51.1 api概述　869 51.2 system v ipc与posix ipc比较　872 51.3 总结　873 第52章　posix消息队列　874 52.1 概述　874 52.2 打开、关闭和断开链接消息队列　875 52.3 描述符和消息队列之间的关系　877 52.4 消息队列特性　878 52.5 交换消息　882 52.5.1 发送消息　882 52.5.2 接收消息　883 52.5.3 在发送和接收消息时设置超时时间　885 52.6 消息通知　886 52.6.1 通过信号接收通知　887 52.6.2 通过线程接收通知　889 52.7 linux特有的特性　891 52.8 消息队列限制　892 52.9 posix和system v消息队列比较　893 52.10 总结　894 52.11 习题　894 第53章　posix信号量　895 53.1 概述　895 53.2 命名信号量　895 53.2.1 打开一个命名信号量　896 53.2.2 关闭一个信号量　898 53.2.3 删除一个命名信号量　898 53.3 信号量操作　899 53.3.1 等待一个信号量　899 53.3.2 发布一个信号量　901 53.3.3 获取信号量的当前值　901 53.4 未命名信号量　903 53.4.1 初始化一个未命名信号量　904 53.4.2 销毁一个未命名信号量　906 53.5 与其他同步技术比较　906 53.6 信号量的限制　907 53.7 总结　908 53.8 习题　908 第54章　posix共享内存　909 54.1 概述　909 54.2 创建共享内存对象　910 54.3 使用共享内存对象　913 54.4 删除共享内存对象　915 54.5 共享内存apis比较　915 54.6 总结　916 54.7 习题　917 第55章　文件加锁　918 55.1 概述　918 55.2 使用flock()给文件加锁　920 55.2.1 锁继承与释放的语义　922 55.2.2 flock()的限制　923 55.3 使用fcntl()给记录加锁　923 55.3.1 死锁　928 55.3.2 示例：一个交互式加锁程序　928 55.3.3 示例：一个加锁函数库　931 55.3.4 锁的限制和性能　933 55.3.5 锁继承和释放的语义　934 55.3.6 锁定饿死和排队加锁请求的优先级　935 55.4 强制加锁　935 55.5 /proc/locks文件　938 55.6 仅运行一个程序的单个实例　939 55.7 老式加锁技术　941 55.8 总结　942 55.9 习题　943 第56章　socket：介绍　945 56.1 概述　945 56.2 创建一个socket：socket()　948 56.3 将socket绑定到地址：bind()　948 56.4 通用socket地址结构：struct sockaddr　949 56.5 流socket　950 56.5.1 监听接入连接：listen()　951 56.5.2 接受连接：accept()　952 56.5.3 连接到对等socket：connect()　952 56.5.4 流socket i/o　953 56.5.5 连接终止：close()　953 56.6 数据报socket　953 56.6.1 交换数据报：recvfrom和sendto()　954 56.6.2 在数据报socket上使用connect()　955 56.7 总结　956 第57章　socket：unix domain　957 57.1 unix domain socket地址：struct sockaddr_un　957 57.2 unix domain中的流socket　959 57.3 unix domain中的数据报socket　962 57.4 unix domain socket权限　965 57.5 创建互联socket对：socketpair()　965 57.6 linux抽象socket名空间　966 57.7 总结　967 57.8 习题　967 第58章　socket：tcp/ip网络基础　968 58.1 因特网　968 58.2 联网协议和层　969 58.3 数据链路层　971 58.4 网络层：ip　971 58.5 ip地址　973 58.6 传输层　975 58.6.1 端口号　975 58.6.2 用户数据报协议(udp)　976 58.6.3 传输控制协议(tcp)　977 58.7 请求注解(rfc)　979 58.8 总结　980 第59章　socket：internet domain　982 59.1 internet domain socket　982 59.2 网络字节序　982 59.3 数据表示　984 59.4 internet socket地址　986 59.5 主机和服务转换函数概述　988 59.6 inet_pton()和inet_ntop()函数　989 59.7 客户端-服务器示例(数据报socket)　990 59.8 域名系统(dns)　992 59.9 /etc/services文件　994 59.10 独立于协议的主机和服务转换　995 59.10.1 getaddrinfo()函数　996 59.10.2 释放addrinfo列表：freeaddrinfo()　998 59.10.3 错误诊断：gai_strerror()　999 59.10.4 getnameinfo()函数　999 59.11 客户端-服务器示例(流式socket)　1000 59.12 internet domain socket库　1006 59.13 过时的主机和服务转换api　1010 59.13.1 inet_aton()和inet_ntoa()函数　1010 59.13.2 gethostbyname()和gethostbyaddr()函数　1010 59.13.3 getserverbyname()和getserverbyport()函数　1012 59.14 unix与internet domain socket比较　1013 59.15 更多信息　1014 59.16 总结　1014 59.17 习题　1015 第60章　socket：服务器设计　1016 60.1 迭代型和并发型服务器　1016 60.2 迭代型udp echo服务器　1016 60.3 并发型tcp echo服务器　1019 60.4 并发型服务器的其他设计方案　1021 60.5 inetd(internet超级服务器)守护进程　1023 60.6 总结　1027 60.7 练习　1027 第61章　socket：高级主题　1028 61.1 流式套接字上的部分读和部分写　1028 61.2 shutdown()系统调用　1030 61.3 专用于套接字的i/o系统调用：recv()和send()　1033 61.4 sendfile()系统调用　1034 61.5 获取套接字地址　1036 61.6 深入探讨tcp协议　1039 61.6.1 tcp报文的格式　1039 61.6.2 tcp序列号和确认机制　1041 61.6.3 tcp协议状态机以及状态迁移图　1041 61.6.4 tcp连接的建立　1043 61.6.5 tcp连接的终止　1044 61.6.6 在tcp套接字上调用shutdown()　1045 61.6.7 time_wait状态　1045 61.7 监视套接字：netstat　1047 61.8 使用tcpdump来监视tcp流量　1048 61.9 套接字选项　1049 61.10 so_reuseaddr套接字选项　1050 61.11 在accept()中继承标记和选项　1051 61.12 tcp vs udp　1052 61.13 高级功能　1053 61.13.1 带外数据　1053 61.13.2 sendmsg()和recvmsg()系统调用　1053 61.13.3 传递文件描述符　1054 61.13.4 接收发送端的凭据　1054 61.13.5 顺序数据包套接字　1055 61.13.6 sctp以及dccp传输层协议　1055 61.14 总结　1056 61.15 练习　1056 第62章　终端　1058 62.1 整体概览　1059 62.2 获取和修改终端属性　1060 62.3 stty命令　1062 62.4 终端特殊字符　1063 62.5 终端标志　1068 62.6 终端的i/o模式　1073 62.6.1 规范模式　1073 62.6.2 非规范模式　1074 62.6.3 加工模式、cbreak模式以及原始模式　1075 62.7 终端线速(比特率)　1081 62.8 终端的行控制　1082 62.9 终端窗口大小　1084 62.10 终端标识　1085 62.11 总结　1086 62.12 练习　1087 第63章　其他备选的i/o模型　1088 63.1 整体概览　1088 63.1.1 水平触发和边缘触发　1091 63.1.2 在备选的i/o模型中采用非阻塞i/o　1092 63.2 i/o多路复用　1092 63.2.1 select()系统调用　1092 63.2.2 poll()系统调用　1097 63.2.3 文件描述符何时就绪？　1101 63.2.4 比较select()和poll()　1103 63.2.5 select()和poll()存在的问题　1105 63.3 信号驱动i/o　1105 63.3.1 何时发送“i/o就绪”信号　1109 63.3.2 优化信号驱动i/o的使用　1110 63.4 epoll编程接口　1113 63.4.1 创建epoll实例：epoll_create()　1113 63.4.2 修改epoll的兴趣列表：epoll_ctl()　1114 63.4.3 事件等待：epoll_wait()　1115 63.4.4 深入探究epoll的语义　1120 63.4.5 epoll同i/o多路复用的性能对比　1121 63.4.6 边缘触发通知　1122 63.5 在信号和文件描述符上等待　1124 63.5.1 pselect()系统调用　1125 63.5.2 self-pipe技巧　1126 63.6 总结　1128 63.7 练习　1129 第64章　伪终端　1130 64.1 整体概览　1130 64.2 unix98伪终端　1133 64.2.1 打开未使用的主设备：posix_openpt()　1134 64.2.2 修改从设备属主和权限：grantpt()　1135 64.2.3 解锁从设备：unlockpt()　1135 64.2.4 获取从设备名称：ptsname()　1136 64.3 打开主设备：ptymasteropen()　1136 64.4 将进程连接到伪终端：ptyfork()　1138 64.5 伪终端i/o　1140 64.6 实现script(1)程序　1142 64.7 终端属性和窗口大小　1146 64.8 bsd风格的伪终端　1146 64.9 总结　1148 64.10 练习　1149 附录a 跟踪系统调用　1151 附录b 解析命令行选项　1153 附录c 对null指针做转型　1159 附录d 内核配置　1161 附录e 更多信息源　1162 附录f 部分习题解答　1167

Michael Kerrisk(http://man7.org)具有20多年的unix系统使用和编程经验，所开设的unix系统编程周训课程更是不计其数。自2004年起，他开始维护手册页项目，该项目旨在生成描述linux内核以及glibc编程api的手册页。他已经撰写或与他人合著了250多篇手册页，至今仍积极参与对linux内核／用户空间接口的测试和设计评审工作。 Michael与家人居住在德国慕尼黑。

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